Ekkoisk hukommelse er det korte sensoriske lager for auditiv information. Lyde bliver hængende i dette system i et par sekunder efter den fysiske stimulus er afsluttet, hvilket giver lytteren mulighed for at "høre" dem igen internt.

Varigheden anslås typisk til tre til fire sekunder – længe nok til at give mening til en talt sætning, selvom opmærksomheden et øjeblik var et andet sted. Hvis nogen spørger "Hvad sagde jeg lige?", og du stadig kan genkalde ordene, trækker du på ekkoisk hukommelse. Kapaciteten er relativt stor, men sporet forsvinder hurtigt, medmindre det bliver opmærksomt og overføres til arbejdshukommelsen.

Ekkoisk hukommelse er modalitetsspecifik; den er forskellig fra det visuelle sensoriske lager kendt som ikonisk hukommelse. Neuroimaging og læsionsstudier forbinder den med auditive kortikale områder. Forstyrrelser kan forringe evnen til at følge hurtig tale eller integrere successive lyde i sammenhængende opfattelser.

Det svindende ekko af en lyd, efter den er stoppet, er ikke blot en restvibration. Det er en aktiv neural repræsentation, der giver hørelsen dens tidsmæssige kontinuitet.