Bottom-up-Verarbeitung ist die Analyse sensorischer Informationen, die bei den Rezeptoren beginnt und sich zu komplexeren Repräsentationen weiterentwickelt. Sie ist datengesteuert: Die im Reiz vorhandenen Merkmale bestimmen die Wahrnehmung.

Beim Sehen erfassen Fotorezeptoren Lichtintensität und Wellenlänge; nachfolgende Verarbeitungsstufen extrahieren Kanten, Orientierung, Bewegung und schließlich die Identität eines Objekts. Beim Hören reagieren Haarzellen auf Frequenz und Intensität; höhere Verarbeitungsstufen erzeugen Klangfarbe, Ortung und Sprachinformationen. Diese Bottom-up-Verarbeitung erfolgt automatisch und schnell. Sie funktioniert selbst dann, wenn der Beobachter keine Erwartungen hat oder der Reiz ungewohnt ist.

Reine Bottom-up-Verarbeitung ist eine Idealisierung. In der realen Wahrnehmung interagieren Top-down-Einflüsse – Wissen, Kontext und Aufmerksamkeit – ständig mit den eingehenden Daten. Dennoch bleibt die Unterscheidung nützlich. Illusionen, die selbst dann bestehen bleiben, wenn wir den Trick kennen, verdeutlichen die Leistungsfähigkeit von Bottom-up-Mechanismen; die Fähigkeit, ein beschädigtes oder unerwartetes Objekt zu erkennen, zeigt den Beitrag von Top-down-Wissen.

Die Bottom-up-Verarbeitung ist der erste Schritt des Nervensystems, um die rohe Energie, die die Sinne erreicht, zu interpretieren.