Paralel işlemleme, beynin bir uyarının birçok yönünü aynı anda işleme kapasitesidir. Farklı özellikler, birbiri ardına değil, aynı anda analiz edilir.

Görme duyusunda renk, hareket, biçim ve derinlik, eş zamanlı olarak çalışan ayrı yollarla çıkarılır ve daha sonra birleşik bir algıya dönüştürülür. Aynı prensip diğer alanlarda da görülür: konuşmayı dinlerken, akustik, fonetik ve semantik analizler paralel olarak gerçekleşir; beceri gerektiren bir eylem gerçekleştirirken, birden fazla kas grubu aynı anda koordine edilir. Paralel işlemleme, her adımın kesinlikle ardışık olması durumunda imkansız derecede yavaş olacak karmaşık girdilerin hızlı ve verimli bir şekilde işlenmesini sağlar.

Ayrı ayrı işlenen özelliklerin nasıl tutarlı nesneler halinde yeniden birleştirildiği sorunu, aktif bir araştırma sorusu olmaya devam etmektedir. Dikkat ve senkronize sinirsel aktivite, birleştirme mekanizması için önde gelen adaylardır. Paralel işlemeyi bozan bozukluklar, bir kişinin bireysel özellikleri algılayabilmesine rağmen bunları bütünleştirememesine neden olabilir.

Sıradan algının zenginliği, aynı anda yürütülen birçok analize bağlıdır.