Η κωδικοποίηση είναι η διαδικασία μετατροπής των εισερχόμενων πληροφοριών σε μορφή που μπορεί να αποθηκεύσει το σύστημα μνήμης. Χωρίς κωδικοποίηση, δεν υπάρχει τίποτα αργότερα προς ανάκτηση.

Η πληροφορία μπορεί να κωδικοποιηθεί με πολλούς τρόπους. Η οπτική κωδικοποίηση αποτυπώνει εικόνες. Η ακουστική κωδικοποίηση αποτυπώνει ήχο. Η σημασιολογική κωδικοποίηση αποτυπώνει νόημα. Η βαθύτερη, πιο περίτεχνη κωδικοποίηση —η σύνδεση νέου υλικού με υπάρχουσα γνώση, ο σχηματισμός νοητικών εικόνων ή η δημιουργία παραδειγμάτων— παράγει πιο ανθεκτικά ίχνη από την επιφανειακή επεξεργασία επιφανειακών χαρακτηριστικών. Η προσοχή είναι ο φύλακας της πύλης: οι πληροφορίες που δεν έχουν επιτηρηθεί σπάνια κωδικοποιούνται με αρκετή ισχύ για να επιβιώσουν.

Η κωδικοποίηση δεν είναι ένα μεμονωμένο γεγονός. Η αρχική καταγραφή ακολουθείται από την ενοποίηση, κατά την οποία το ίχνος σταθεροποιείται και ενσωματώνεται με τα υπάρχοντα δίκτυα, συχνά κατά τη διάρκεια του ύπνου. Οι παρεμβολές, το άγχος και η διχασμένη προσοχή μπορούν να επηρεάσουν την κωδικοποίηση ακόμη και όταν το άτομο σκοπεύει να μάθει. Τεχνικές όπως η εξάσκηση σε διαστήματα, η εξάσκηση ανάκτησης και η λεπτομερής ανάκριση βελτιώνουν την ποιότητα της κωδικοποίησης και, επομένως, την ανάκληση αργότερα.

Οι βλάβες μνήμης είναι συχνά βλάβες κωδικοποίησης. Οι πληροφορίες δεν καταγράφηκαν ποτέ με σαφήνεια εξαρχής.