Η αισθητηριακή μνήμη είναι η άμεση, πολύ σύντομη καταγραφή αισθητηριακών πληροφοριών στο σύστημα μνήμης. Διατηρεί ένα κυριολεκτικό αντίγραφο της εισόδου για ένα κλάσμα του δευτερολέπτου έως λίγα δευτερόλεπτα, ανάλογα με την τεχνική.

Η εικονική μνήμη αποθηκεύει οπτικές πληροφορίες για περίπου ένα τέταρτο του δευτερολέπτου. Η ηχοϊκή μνήμη αποθηκεύει ακουστικές πληροφορίες για τρία ή τέσσερα δευτερόλεπτα. Τα πειράματα μερικής αναφοράς του George Sperling απέδειξαν ότι η χωρητικότητα της εικονικής μνήμης είναι μεγαλύτερη από αυτήν που μπορούν να αναφέρουν οι άνθρωποι πριν εξασθενίσει το ίχνος. Η αισθητηριακή μνήμη επιτρέπει στο σύστημα να εξάγει σχετικά χαρακτηριστικά και να ενσωματώνει πληροφορίες μέσα από σύντομες διακοπές, όπως ανοιγοκλείσιμο των ματιών ή κενά στον ήχο.

Μόνο ένα κλάσμα του ίχνους αισθητηριακής μνήμης επιλέγεται από την προσοχή για περαιτέρω επεξεργασία στη μνήμη εργασίας. Το υπόλοιπο αποσυντίθεται και χάνεται. Η αισθητηριακή μνήμη είναι ειδική για κάθε τρόπο και προκατηγορική· δεν έχει ακόμη ερμηνευτεί ως αντικείμενα ή γεγονότα με νόημα.

Η επίμονη εικόνα ενός βεγγαλικού ή η ξεθωριασμένη ηχώ μιας πρότασης που μόλις ακούστηκε είναι καθημερινές υπενθυμίσεις της αισθητηριακής μνήμης.