Pengkodean semantik adalah pemrosesan informasi berdasarkan maknanya. Alih-alih berfokus pada bunyi atau tampilan suatu kata, pembelajar memperhatikan apa yang dilambangkan oleh kata tersebut dan bagaimana kaitannya dengan pengetahuan yang sudah ada.

Craik dan Tulving menunjukkan bahwa kata-kata yang diproses berdasarkan makna diingat jauh lebih baik daripada kata-kata yang diproses berdasarkan penampilan atau bunyi. Menanyakan apakah suatu kata cocok dengan kalimat tertentu atau apakah itu jenis hewan akan memicu pengkodean semantik dan menghasilkan jejak memori yang tahan lama. Keuntungan ini muncul karena pemrosesan yang bermakna menciptakan banyak jalur pengambilan dan mengintegrasikan item baru ke dalam struktur pengetahuan yang terorganisir.

Pengkodean semantik membutuhkan usaha dan akan lebih efektif jika diuraikan lebih lanjut—menghasilkan contoh, membentuk gambaran, atau menghubungkan materi dengan pengalaman pribadi. Ini adalah bentuk pengkodean yang paling bertanggung jawab atas retensi jangka panjang pengetahuan faktual dan konseptual. Pengulangan tanpa memperhatikan makna menghasilkan ingatan yang lebih lemah dan rapuh.

Ketika fokusnya adalah pada apa arti sesuatu dan bukan pada bagaimana tampilan atau bunyinya, pengkodean bersifat semantik.