La codificación es el proceso de convertir la información entrante a un formato que el sistema de memoria pueda almacenar. Sin codificación, no hay nada que recuperar posteriormente.

La información puede codificarse de múltiples maneras. La codificación visual captura imágenes; la codificación acústica, sonidos; y la codificación semántica, significados. Una codificación más profunda y elaborada —que vincula material nuevo con el conocimiento existente, forma imágenes mentales o genera ejemplos— produce huellas más duraderas que el procesamiento superficial de características ordinarias. La atención es fundamental: la información desatendida rara vez se codifica con la suficiente solidez como para perdurar.

La codificación no es un evento único. Tras el registro inicial, se produce la consolidación, durante la cual la huella se estabiliza y se integra con las redes neuronales existentes, a menudo durante el sueño. Las interferencias, el estrés y la atención dividida pueden perjudicar la codificación incluso cuando la persona tiene la intención de aprender. Técnicas como la práctica espaciada, la práctica de recuperación y la interrogación elaborativa mejoran la calidad de la codificación y, por lo tanto, el recuerdo posterior.

Los fallos de memoria suelen ser fallos de codificación. La información nunca se registró de forma segura desde el principio.