Mã hóa là quá trình chuyển đổi thông tin đầu vào thành dạng mà hệ thống bộ nhớ có thể lưu trữ. Nếu không mã hóa, sẽ không có gì để truy xuất sau này.

Thông tin có thể được mã hóa theo nhiều cách. Mã hóa hình ảnh ghi lại hình ảnh; mã hóa âm thanh ghi lại âm thanh; mã hóa ngữ nghĩa ghi lại ý nghĩa. Mã hóa sâu hơn, phức tạp hơn—liên kết tài liệu mới với kiến ​​thức hiện có, hình thành hình ảnh trong tâm trí hoặc tạo ra các ví dụ—tạo ra dấu vết bền vững hơn so với việc xử lý hời hợt các đặc điểm bề mặt. Sự chú ý là người gác cổng: thông tin không được chú ý hiếm khi được mã hóa đủ mạnh để tồn tại.

Mã hóa thông tin không phải là một sự kiện đơn lẻ. Quá trình ghi nhận ban đầu được tiếp nối bằng quá trình củng cố, trong đó dấu vết thông tin được ổn định và tích hợp với các mạng lưới hiện có, thường diễn ra trong khi ngủ. Sự can thiệp, căng thẳng và sự phân tán chú ý có thể làm suy giảm quá trình mã hóa ngay cả khi người đó có ý định học hỏi. Các kỹ thuật như luyện tập cách quãng, luyện tập gợi nhớ và đặt câu hỏi mở rộng giúp cải thiện chất lượng mã hóa và do đó cải thiện khả năng nhớ lại sau này.

Lỗi bộ nhớ thường là lỗi mã hóa. Thông tin chưa bao giờ được ghi chép một cách chắc chắn ngay từ đầu.