A codificação é o processo de conversão de informação recebida para um formato que o sistema de memória possa armazenar. Sem codificação, não há nada para recuperar posteriormente.

A informação pode ser codificada de diversas formas. A codificação visual capta imagens; a codificação acústica capta sons; a codificação semântica capta significados. Uma codificação mais profunda e elaborada — que liga os novos materiais ao conhecimento existente, forma imagens mentais ou gera exemplos — produz vestígios mais duradouros do que o processamento superficial das características da superfície. A atenção é a guardiã: a informação não atendida raramente é codificada com força suficiente para sobreviver.

A codificação não é um evento único. O registo inicial é seguido pela consolidação, durante a qual a informação é estabilizada e integrada nas redes existentes, frequentemente durante o sono. Interferências, stress e atenção dividida podem prejudicar a codificação, mesmo quando a pessoa tem a intenção de aprender. Técnicas como a prática espaçada, a prática de recuperação e o questionamento elaborativo melhoram a qualidade da codificação e, consequentemente, a recordação posterior.

As falhas de memória são frequentemente falhas de codificação. A informação nunca foi escrita de forma definitiva.