Paralelní zpracování je schopnost mozku zpracovávat mnoho aspektů podnětu současně. Různé vlastnosti jsou analyzovány současně, nikoli jeden po druhém.

Ve zraku jsou barva, pohyb, tvar a hloubka extrahovány samostatnými dráhami, které fungují souběžně a později jsou spojeny do jednotného vjemu. Stejný princip se objevuje i v jiných oblastech: při poslechu řeči se akustická, fonetická a sémantická analýza odehrává paralelně; při provádění odborné činnosti je koordinováno více svalových skupin najednou. Paralelní zpracování umožňuje rychlé a efektivní zpracování komplexních vstupů, které by bylo neuvěřitelně pomalé, kdyby každý krok byl striktně sekvenční.

Problém vazby – jak jsou odděleně zpracované prvky rekombinovány do koherentních objektů – zůstává aktivní výzkumnou otázkou. Pozornost a synchronizovaná nervová aktivita jsou hlavními kandidáty na mechanismus vazby. Poruchy, které narušují paralelní zpracování, mohou způsobit, že je člověk schopen detekovat jednotlivé prvky, ale nedokáže je integrovat.

Bohatost běžného vnímání závisí na mnoha analýzách probíhajících současně.