Senzorna memorija je privremeno skladištenje senzornih informacija za referencu, koje traje u sekundama. Ako osoba želi pretvoriti senzornu memoriju u trajno pohranjenu memoriju, morat će obratiti pozornost na senzorni unos kako bi ga mozak znao pohraniti na trajnije mjesto. Brojne studije istraživale su senzorno pamćenje i način na koji ono funkcionira. Ima važnu ulogu u spoznaji, percepciji i obavljanju zadataka.
U normalnim uvjetima, iskustvo poput vida, zvuka ili dodira zadržat će se u mozgu nekoliko sekundi, a zatim će se odbaciti. To može stvoriti čudne senzorne fenomene, poput osjećaja da zviždaljka vlaka i dalje puše nakon što je prestala, ili pojava vizualnog zamućenja kada se svijetli predmet povuče po tamnoj pozadini. Neki se zasloni oslanjaju na ovaj aspekt senzorne memorije i imaju mozak da ispuni dio slike iz svoje privremene memorije dok treperi sljedeći segment.
Haptička, ikonička i ehoička memorija različite su vrste senzorne memorije, koje pokrivaju dodir, vid i zvuk. Da bi se sjećanje zadržalo dulje od nekoliko sekundi, mora se istaknuti. Traumatični vizualni prikazi, na primjer, često ulaze u dugotrajno pamćenje jer je osoba šokirana ili uznemirena prizorom prometne nesreće ili drugog traumatičnog događaja. Isto tako, konobarica može zapamtiti narudžbu bez potrebe da je zapiše kada se usredotoči na kupca dok govori.
Prolazna priroda osjetilnog pamćenja također objašnjava zašto ljudi ponekad imaju slabo pamćenje za nešto što su upravo vidjeli, čuli ili dodirnuli. Ako je učeniku odvratna pozornost dok traži nešto, na primjer, pročitat će relevantne informacije, vratiti se na ono što je radio i shvatiti da se ne može sjetiti što je upravo pročitao. Isto tako, kada član obitelji vikne telefonski broj nekome koji trči kroz vrata, ta se osoba možda neće sjetiti broja kada ga nazove nekoliko sati kasnije.
Mozak može pohraniti oko sedam jedinica informacija u svoju senzornu memoriju prije nego što mora napraviti mjesta za više odbacivanjem ili pohranjivanjem informacija. Toga može biti važno biti svjestan tijekom studijskih sesija, budući da ih grupiranje informacija može olakšati pamćenje. Brojeve koji se nalaze u setovima, na primjer, lakše je zapamtiti nego dugi niz. Mnogi se ljudi mogu sjetiti telefonskog broja kao što je 555-1212, ali se ne mogu sjetiti niza 5551212.