Ba bước xử lý thông tin bộ nhớ là mã hóa, lưu trữ và truy xuất. Thông tin này đến từ các giác quan và có nhiều dạng khác nhau như hình ảnh, âm thanh và ý nghĩa.
Bộ não mã hóa thông tin thông qua mã hóa hình ảnh, mã hóa âm thanh và mã hóa ngữ nghĩa. Nó có thể sử dụng nhiều hơn một kiểu, chẳng hạn như nhìn thấy một từ (mã hóa bằng hình ảnh) và nghĩ về nghĩa của từ đó (mã hóa ngữ nghĩa). Trí nhớ ngắn hạn có thể chứa từ năm đến chín mục, nhưng bộ não có thể chứa nhiều hơn nếu nó kết hợp thông tin thành nhiều phần. Trí nhớ dài hạn dường như không có giới hạn. Bộ não lấy thông tin từ trí nhớ ngắn hạn theo thứ tự tuần tự, nhưng nó lấy thông tin từ trí nhớ dài hạn bằng cách liên kết.
