A codificação semântica é o processamento da informação de acordo com o seu significado. Em vez de se concentrar no som ou na aparência de uma palavra, o aprendiz presta atenção ao que a palavra significa e como se relaciona com o conhecimento prévio.

Craik e Tulving demonstraram que as palavras processadas pelo seu significado são recordadas muito melhor do que as palavras processadas pela sua aparência ou som. Perguntar se uma palavra se ajusta a uma frase específica ou se é um tipo de animal obriga à codificação semântica e produz traços de memória duradouros. A vantagem surge porque o processamento significativo cria múltiplas vias de recuperação e integra o novo item numa estrutura de conhecimento organizada.

A codificação semântica exige esforço e beneficia da elaboração — gerando exemplos, formando imagens ou relacionando o material com a experiência pessoal. É a forma de codificação mais responsável pela retenção a longo prazo do conhecimento factual e conceptual. A repetição mecânica sem atenção ao significado produz memórias mais fracas e frágeis.

Quando o foco está no significado de algo, em vez da sua aparência ou som, a codificação é semântica.