Stocarea este a doua etapă a memoriei, care urmează codificării și precede recuperarea. Se referă la reținerea informațiilor codificate în timp. Stocarea poate fi scurtă, ca în memoria senzorială, care durează mai puțin de o secundă, sau de lungă durată, ca în memoria pe termen lung, care poate dura o viață întreagă.

Informațiile sunt stocate prin modificări ale conexiunilor sinaptice și, în cazul memoriei pe termen lung, prin modificări structurale ale neuronilor și sintezei proteinelor. Capacitatea și durata de stocare variază în funcție de sistemul de memorie: memoria senzorială reține o cantitate mare de informații pe termen scurt, memoria pe termen scurt reține aproximativ șapte elemente timp de 20-30 de secunde, iar memoria pe termen lung este în esență nelimitată ca capacitate și durată.

Sisteme de memorie

• Memorie senzorială: foarte scurtă, capacitate mare
• Memorie pe termen scurt: ~7 elemente, 20–30 secunde
• Memoria pe termen lung: nelimitată, potențial permanentă
• Consolidarea stabilizează depozitarea pe termen lung