Le stockage consiste à conserver des informations encodées au fil du temps. Une fois perçues par les sens et traitées pour être utilisables, les informations doivent être conservées sur un support durable pour pouvoir être consultées ultérieurement. Sans stockage, il n'y a pas de récupération possible.

Les systèmes de mémoire diffèrent par leur durée de conservation de l'information. La mémoire sensorielle ne dure que quelques fractions de seconde. La mémoire à court terme, ou mémoire de travail, ne dure que quelques secondes, sauf si elle est rafraîchie. La mémoire à long terme peut durer des années, voire toute une vie. On pense que le mécanisme physique du stockage à long terme repose sur des modifications durables de la force synaptique et, à plus grande échelle, sur une réorganisation des réseaux neuronaux.

Le stockage n'est pas un entrepôt passif. Les données peuvent être consolidées, reconsolidées après leur récupération et progressivement transformées. Les interférences, la dégradation et les échecs de récupération peuvent rendre l'accès aux informations stockées plus difficile, même lorsque la trace sous-jacente n'a pas été complètement effacée.

• Conservation des informations encodées
• Se produit sur plusieurs échelles de temps
• Soutenu par des modifications synaptiques et systémiques
• Sous réserve de modifications ultérieures

La qualité du stockage dépend fortement de la manière dont le matériel a été initialement encodé et des expériences ultérieures qui interagissent avec la trace.