A memória icónica é o armazenamento sensorial breve de informação visual. Uma cena visual deixa um rasto efémero que dura uma fração de segundo após o estímulo ter desaparecido.

As experiências de George Sperling sobre relatos parciais demonstraram que a capacidade deste armazenamento é maior do que aquilo que as pessoas conseguem relatar. Quando uma grelha de letras era apresentada brevemente, os participantes conseguiam reportar apenas algumas; no entanto, quando instruídos de imediato para reportar uma única linha, conseguiam reportar a maioria das letras dessa linha. O estímulo precisava de chegar em algumas centenas de milissegundos; depois disso, o ícone desaparecia. A descoberta mostrou que uma representação visual rica existe brevemente e depois dissipa-se, a menos que a atenção transfira os itens selecionados para um armazenamento mais duradouro.

A memória icónica permite que o sistema visual integre a informação através dos movimentos oculares e experimente o mundo como algo contínuo, em vez de uma série de instantâneos isolados. A sua duração é muito mais curta do que a da memória ecoica, adequando-se às diferentes exigências temporais da visão e da audição.

A imagem que permanece após um relâmpago é uma recordação familiar da memória icónica em ação.