Bilgiler kodlandıktan sonra, daha sonra kullanılabilir olması için zaman içinde saklanmaları gerekir. Depolama, kodlanmış bilgilerin bellekte saklanmasıdır.

Farklı sistemler farklı zaman ölçeklerinde depolamayı destekler: kısa aralıklar için sinaptik değişiklikler, daha uzun süreler için sistem düzeyinde konsolidasyon. Uyku, belirli depolama biçimlerinin istikrara kavuşmasında aktif rol oynar. Kapasite sınırları en çok kısa süreli ve çalışma belleğinde belirgindir; uzun süreli depolama pratik amaçlar için neredeyse sınırsız görünmektedir.

Bellek statik değildir. Bellekler yeniden etkinleştirildiğinde değiştirilebilir ve müdahaleler onları bozabilir. Yaş, stres hormonları, nörolojik hastalıklar gibi biyolojik koşullar, belleğin bütünlüğünü etkiler. Kodlamayı iyileştiren ve müdahaleyi azaltan teknikler, daha güvenilir bellek depolamayı destekler. Bellek olmadan, şimdiki anın ötesine uzanan bir öğrenme olmazdı.

Bugün depolanan bilgiler, yarının algısını ve kararlarını şekillendiren bilgi haline gelir.