Η επίπονη επεξεργασία είναι η κωδικοποίηση πληροφοριών που απαιτεί προσοχή και συνειδητή προσπάθεια. Σε αντίθεση με την αυτόματη επεξεργασία, δεν συμβαίνει ως παρενέργεια μιας συνηθισμένης δραστηριότητας. Πρέπει να γίνεται σκόπιμα.

Η εκμάθηση ενός νέου λεξιλογίου γλώσσας, η απομνημόνευση ιστορικών ημερομηνιών ή η τελειοποίηση μιας σύνθετης διαδικασίας απαιτούν επίπονη επεξεργασία. Στρατηγικές όπως η πρόβα, η επεξεργασία, η οργάνωση και η χρήση μνημονικών τεχνικών βελτιώνουν την ανθεκτικότητα της προκύπτουσας μνήμης. Το ποσό της προσπάθειας που καταβάλλεται —πόσο βαθιά επεξεργάζεται το υλικό— προβλέπει καλύτερα την μελλοντική ανάκληση από τον απλό χρόνο που αφιερώνεται.

Η χωρητικότητα της μνήμης εργασίας περιορίζει τον όγκο των πληροφοριών που μπορούν να υποστούν επεξεργασία με κόπο ταυτόχρονα. Η κόπωση, η απόσπαση της προσοχής και η διχασμένη προσοχή μειώνουν την αποτελεσματικότητα της προσπάθειας. Με την εξάσκηση, ορισμένες διαδικασίες που κάποτε απαιτούσαν προσπάθεια γίνονται αυτόματες, απελευθερώνοντας πόρους για νέο υλικό που εξακολουθεί να απαιτεί συνειδητή εργασία.

Η επίπονη επεξεργασία είναι η γνωστική εργασία που μετατρέπει άγνωστες πληροφορίες σε γνώση που μπορεί να χρησιμοποιηθεί αργότερα.