Trí nhớ âm vang là kho lưu trữ cảm giác ngắn hạn cho thông tin thính giác. Âm thanh lưu lại trong hệ thống này vài giây sau khi kích thích vật lý kết thúc, cho phép người nghe "nghe" lại chúng trong tâm trí.

Thời gian ghi nhớ thường được ước tính từ ba đến bốn giây—đủ dài để hiểu được một câu nói ngay cả khi sự chú ý tạm thời hướng đến nơi khác. Nếu ai đó hỏi “Tôi vừa nói gì vậy?” và bạn vẫn nhớ được lời nói, điều đó chứng tỏ bạn đang sử dụng trí nhớ vọng âm. Dung lượng của trí nhớ này tương đối lớn, nhưng dấu vết sẽ nhanh chóng mờ đi trừ khi được chú ý và chuyển vào trí nhớ làm việc.

Trí nhớ âm thanh là trí nhớ đặc thù theo từng giác quan; nó khác biệt với kho lưu trữ cảm giác thị giác được gọi là trí nhớ hình ảnh. Các nghiên cứu hình ảnh thần kinh và tổn thương cho thấy nó có liên quan đến các vùng vỏ não thính giác. Sự gián đoạn có thể làm suy giảm khả năng theo dõi lời nói nhanh hoặc tích hợp các âm thanh liên tiếp thành các nhận thức mạch lạc.

Tiếng vọng mờ dần của một âm thanh sau khi nó đã ngừng phát ra không chỉ đơn thuần là sự rung động còn sót lại. Đó là một biểu hiện thần kinh tích cực mang lại cho thính giác tính liên tục về mặt thời gian.