Die drei Schritte der Verarbeitung von Gedächtnisinformationen sind Kodierung, Speicherung und Abruf. Diese Informationen kommen von den Sinnen und nehmen viele verschiedene Formen an, z. B. Bilder, Töne und Bedeutungen.
Das Gehirn kodiert Informationen durch visuelle Kodierung, akustische Kodierung und semantische Kodierung. Es kann mehr als einen Typ verwenden, wie zum Beispiel das Sehen eines Wortes (visuelle Kodierung) und das Nachdenken über die Bedeutung des Wortes (semantische Kodierung). Das Kurzzeitgedächtnis kann fünf bis neun Elemente speichern, aber das Gehirn kann mehr speichern, wenn es Informationen in Blöcken kombiniert. Das Langzeitgedächtnis scheint keine Grenzen zu haben. Das Gehirn ruft Informationen aus dem Kurzzeitgedächtnis in sequentieller Reihenfolge ab, aber es ruft Informationen aus dem Langzeitgedächtnis durch Assoziation ab.