Lưu trữ là việc giữ lại thông tin đã được mã hóa theo thời gian. Sau khi thông tin được các giác quan ghi nhận và xử lý thành dạng có thể sử dụng được, nó phải được lưu giữ ở một trạng thái bền vững nào đó nếu muốn sử dụng lại sau này. Nếu không có lưu trữ, sẽ không thể truy xuất thông tin sau này.

Các hệ thống trí nhớ khác nhau về thời gian lưu giữ thông tin. Trí nhớ cảm giác chỉ kéo dài trong tích tắc. Trí nhớ ngắn hạn hay trí nhớ làm việc chỉ kéo dài vài giây trừ khi được làm mới. Trí nhớ dài hạn có thể kéo dài nhiều năm hoặc cả đời. Cơ sở vật lý của việc lưu trữ dài hạn được cho là liên quan đến những thay đổi lâu dài về sức mạnh khớp thần kinh và, ở quy mô lớn hơn, sự tái tổ chức của mạng lưới thần kinh.

Bộ nhớ không phải là một kho chứa thụ động. Ký ức có thể được hợp nhất, tái hợp nhất sau khi truy xuất và dần dần biến đổi. Sự can thiệp, suy giảm và lỗi truy xuất đều có thể khiến thông tin được lưu trữ khó truy cập hơn ngay cả khi dấu vết cơ bản chưa bị xóa hoàn toàn.

• Khả năng lưu giữ thông tin đã mã hóa
• Xảy ra trên nhiều thang thời gian khác nhau
• Được hỗ trợ bởi những thay đổi ở cấp độ khớp thần kinh và hệ thống.
• Có thể được sửa đổi sau này.

Chất lượng lưu trữ phụ thuộc rất nhiều vào cách thức mã hóa ban đầu của dữ liệu và những trải nghiệm tiếp theo tương tác với dấu vết đó.