Aşağıdan yukarıya işleme, duyusal bilgilerin reseptörlerden başlayıp daha karmaşık temsiller yönünde yukarı doğru ilerleyen analizidir. Veriye dayalıdır: uyarıcıda bulunan özellikler algıyı belirler.

Görme duyusunda, fotoreseptörler ışık yoğunluğunu ve dalga boyunu algılar; sonraki aşamalar kenarları, yönü, hareketi ve nihayetinde nesne kimliğini çıkarır. İşitme duyusunda, kıl hücreleri frekansa ve yoğunluğa tepki verir; daha üst kademeler tınıyı, konumu ve konuşmayı oluşturur. Aşağıdan yukarıya doğru işleme otomatik ve hızlıdır. Gözlemcinin hiçbir beklentisi olmadığında veya uyaran tanıdık olmadığında bile çalışır.

Saf aşağıdan yukarıya işleme bir idealizasyondur. Gerçek algıda, yukarıdan aşağıya etkiler (bilgi, bağlam ve dikkat) gelen verilerle sürekli etkileşim halindedir. Yine de bu ayrım yararlı olmaya devam etmektedir. Hileyi bildiğimiz halde devam eden yanılsamalar, aşağıdan yukarıya mekanizmaların gücünü ortaya koyar; bozulmuş veya beklenmedik bir nesneyi tanıma yeteneği, yukarıdan aşağıya bilginin katkısını gösterir.

Aşağıdan yukarıya doğru işleme, sinir sisteminin duyulara ulaşan ham enerjiyi anlamlandırmaya yönelik ilk adımıdır.