感覺記憶是指記憶系統中對感覺訊息的即時、短暫的記錄。它會原封不動地保存輸入資訊的副本，保存時間從幾分之一秒到幾秒不等，具體取決於感覺方式。

影像記憶大約能將視覺訊息儲存四分之一秒；迴聲記憶則能將聽覺訊息儲存三到四秒。喬治·斯珀林的部分報告實驗表明，影像記憶的容量遠大於人們在記憶痕跡消失前所能報告的內容。感覺記憶使系統能夠提取相關特徵，並在短暫中斷（例如眨眼或聲音間隙）的情況下整合資訊。

只有一小部分感覺記憶痕跡會被注意力選中，進入工作記憶進行進一步處理。其餘部分會逐漸衰減並最終消失。感覺記憶是模態特異性的，並且是前類別的；它尚未被解讀為有意義的物體或事件。

煙火燃放後留下的餘像，或是剛剛聽到的一句話漸漸消逝的迴聲，都是日常生活中對感官記憶的提醒。