Świat sensoryczny nieustannie bombarduje mózg większą ilością informacji, niż jest on w stanie w pełni przetworzyć. Uwaga to zespół mechanizmów, które wybierają pewne bodźce do preferencyjnego przetwarzania, jednocześnie filtrując inne. Może być ona kierowana świadomie na cel lub automatycznie przejmowana przez nagłe lub istotne zdarzenia.

Sieci obejmujące korę czołową i ciemieniową, wraz ze strukturami podkorowymi, takimi jak wzgórze i wzgórek górny, realizują te selekcje. Uwaga wzmacnia reakcje neuronalne na bodźce, poprawia ostrość percepcji i ułatwia kodowanie w pamięci. Gdy uwaga zawodzi, jak w zespołach zaniedbania lub niektórych zaburzeniach rozwojowych, całe obszary przestrzeni lub cechy obiektów mogą pozostać niezauważone.

Długotrwałe utrzymanie uwagi stymuluje układy pobudzenia, w których uczestniczą noradrenalina i acetylocholina. Z kolei podzielna uwaga ujawnia ograniczenia zdolności przetwarzania informacji. Badanie uwagi ma praktyczne znaczenie dla edukacji, projektowania interfejsów i leczenia zaburzeń uwagi.

Nawet proste zadania laboratoryjne polegające na wykrywaniu celu wśród obiektów odwracających uwagę wciąż ujawniają nowe zasady selekcji.