Langtidshukommelsen er det relativt permanente og tilsyneladende ubegrænsede lager i hukommelsessystemet. Den indeholder viden, færdigheder og erfaringer, der kan forblive tilgængelige i årevis eller årtier.

Information når langtidshukommelsen gennem kodning og konsolidering. Når den er lagret, kan den hentes frem efter behov, selvom genfinding ikke altid er perfekt eller fuldstændig. Psykologer skelner mellem flere delsystemer. Eksplicit eller deklarativ hukommelse dækker fakta og personlige begivenheder, der bevidst kan genkaldes. Implicit eller ikke-deklarativ hukommelse dækker færdigheder, primingeffekter og betingede reaktioner, der påvirker adfærd uden bevidst erindring. Semantisk hukommelse lagrer generel viden; episodisk hukommelse lagrer personligt oplevede begivenheder.

Langtidshukommelsens kapacitet er enorm. Mennesker husker enorme mængder af ordforråd, ansigter, steder og proceduremæssige færdigheder. Glemsel sker gennem interferens, henfald af ubrugte spor eller manglende genfinding. Følelsesmæssig betydning og gentagen genfinding styrker hukommelsen. Søvn spiller en nøglerolle i at konsolidere nyligt lært materiale til en mere stabil langtidsform.

Når du husker en adresse fra din barndom eller cykler efter flere år uden øvelse, trækker du på langtidshukommelsen.