意味的符号化とは、情報をその意味に基づいて処理することである。学習者は単語の音や見た目に注目するのではなく、その単語が何を意味するのか、そしてそれが既存の知識とどのように関連しているのかに注意を払う。

クレイグとタルヴィングは、意味に基づいて処理された単語は、見た目や音に基づいて処理された単語よりもはるかに良く記憶されることを示した。単語が特定の文に合うかどうか、あるいは動物の種類であるかどうかを問うことで、意味的な符号化が促され、永続的な記憶痕跡が生成される。この利点は、意味的な処理によって複数の検索経路が作られ、新しい項目が体系化された知識構造に統合されることから生じる。

意味的符号化は努力を要し、例を生成したり、イメージを形成したり、資料を個人的な経験と関連付けたりするなど、精緻化することで効果が高まる。これは、事実や概念的知識の長期保持に最も貢献する符号化の形態である。意味に注意を払わない単なる反復は、より弱く、より脆弱な記憶しか生み出さない。

見た目や音ではなく、何かが何を意味するかに焦点を当てる場合、エンコーディングは意味論的である。