El procesamiento ascendente consiste en el análisis de la información sensorial, que comienza en los receptores y avanza hacia representaciones más complejas. Se basa en los datos: las características presentes en el estímulo determinan la percepción.

En la visión, los fotorreceptores detectan la intensidad y la longitud de onda de la luz; las etapas posteriores extraen los bordes, la orientación, el movimiento y, finalmente, la identidad del objeto. En la audición, las células ciliadas responden a la frecuencia y la intensidad; las estaciones superiores construyen el timbre, la localización y el habla. El procesamiento ascendente es automático y rápido. Funciona incluso cuando el observador no tiene expectativas o cuando el estímulo es desconocido.

El procesamiento puramente ascendente es una idealización. En la percepción real, las influencias descendentes —conocimiento, contexto y atención— interactúan constantemente con los datos entrantes. Sin embargo, la distinción sigue siendo útil. Las ilusiones que persisten incluso cuando conocemos el truco revelan el poder de los mecanismos ascendentes; la capacidad de reconocer un objeto degradado o inesperado revela la contribución del conocimiento descendente.

El procesamiento ascendente es el primer intento del sistema nervioso por dar sentido a la energía bruta que llega a los sentidos.