Η επεξεργασία από κάτω προς τα πάνω είναι η ανάλυση των αισθητηριακών πληροφοριών που ξεκινά από τους υποδοχείς και προχωρά προς τα πάνω προς πιο σύνθετες αναπαραστάσεις. Βασίζεται σε δεδομένα: τα χαρακτηριστικά που υπάρχουν στο ερέθισμα υπαγορεύουν την αντίληψη.

Στην όραση, οι φωτοϋποδοχείς ανιχνεύουν την ένταση και το μήκος κύματος του φωτός. Τα επόμενα στάδια εξάγουν τις άκρες, τον προσανατολισμό, την κίνηση και τελικά την ταυτότητα του αντικειμένου. Στην ακοή, τα τριχωτά κύτταρα ανταποκρίνονται στη συχνότητα και την ένταση. Οι υψηλότεροι σταθμοί δημιουργούν χροιά, τοποθεσία και ομιλία. Η επεξεργασία από κάτω προς τα πάνω είναι αυτόματη και γρήγορη. Λειτουργεί ακόμα και όταν ο παρατηρητής δεν έχει προσδοκίες ή όταν το ερέθισμα είναι άγνωστο.

Η καθαρή επεξεργασία από κάτω προς τα πάνω είναι μια εξιδανικευμένη προσέγγιση. Στην πραγματική αντίληψη, οι επιρροές από πάνω προς τα κάτω - γνώση, πλαίσιο και προσοχή - αλληλεπιδρούν συνεχώς με τα εισερχόμενα δεδομένα. Ωστόσο, η διάκριση παραμένει χρήσιμη. Οι ψευδαισθήσεις που επιμένουν ακόμα και όταν γνωρίζουμε το κόλπο αποκαλύπτουν τη δύναμη των μηχανισμών από κάτω προς τα πάνω. Η ικανότητα αναγνώρισης ενός υποβαθμισμένου ή απροσδόκητου αντικειμένου αποκαλύπτει τη συμβολή της γνώσης από πάνω προς τα κάτω.

Η επεξεργασία από κάτω προς τα πάνω είναι το πρώτο πέρασμα του νευρικού συστήματος για να κατανοήσει την ακατέργαστη ενέργεια που φτάνει στις αισθήσεις.