Kodowanie semantyczne to przetwarzanie informacji zgodnie z jej znaczeniem. Zamiast koncentrować się na brzmieniu lub wyglądzie słowa, uczeń zwraca uwagę na to, co ono oznacza i jak odnosi się do posiadanej wiedzy.

Craik i Tulving wykazali, że słowa przetwarzane pod kątem znaczenia są zapamiętywane znacznie lepiej niż słowa przetwarzane pod kątem wyglądu lub dźwięku. Pytanie, czy słowo pasuje do konkretnego zdania, czy też jest gatunkiem zwierzęcia, wymusza kodowanie semantyczne i tworzy trwałe ślady pamięciowe. Przewaga wynika z tego, że przetwarzanie sensowne tworzy wiele ścieżek wyszukiwania i integruje nowy element w uporządkowaną strukturę wiedzy.

Kodowanie semantyczne wymaga wysiłku i korzysta z rozwinięcia – generowania przykładów, tworzenia obrazów lub odnoszenia materiału do osobistych doświadczeń. To forma kodowania, która jest najbardziej odpowiedzialna za długotrwałe zapamiętywanie faktów i pojęć. Powtarzanie bez zwracania uwagi na znaczenie prowadzi do słabszych i bardziej kruchych wspomnień.

Kodowanie jest semantyczne, gdy skupiamy się na znaczeniu czegoś, a nie na tym, jak coś wygląda lub brzmi.