Parallell bearbetning är hjärnans förmåga att bearbeta många aspekter av en stimulus samtidigt. Olika egenskaper analyseras samtidigt snarare än en efter en.

I synen extraheras färg, rörelse, form och djup genom separata vägar som verkar samtidigt och senare binds samman till en enhetlig uppfattning. Samma princip förekommer inom andra områden: när man lyssnar på tal utspelar sig akustiska, fonetiska och semantiska analyser parallellt; när man utför en skicklig handling koordineras flera muskelgrupper samtidigt. Parallell bearbetning möjliggör snabb och effektiv hantering av komplex inmatning som skulle vara omöjligt långsam om varje steg var strikt sekventiellt.

Bindningsproblemet – hur separat bearbetade funktioner rekombineras till sammanhängande objekt – är fortfarande en aktiv forskningsfråga. Uppmärksamhet och synkroniserad neural aktivitet är ledande kandidater för bindningsmekanismen. Störningar som stör parallell bearbetning kan göra att en person kan upptäcka enskilda funktioner men inte kan integrera dem.

Rikheten i den vanliga uppfattningen är beroende av många analyser som körs samtidigt.