La memoria declarativa y no declarativa difiere en que la memoria declarativa se refiere al recuerdo de hechos y eventos, mientras que la memoria no declarativa, también llamada memoria de procedimiento, se refiere a la capacidad de realizar habilidades o actividades aprendidas. La memoria declarativa se puede expresar o «declarar» en términos de información, mientras que la memoria no declarativa no. La memoria declarativa y no declarativa son partes muy importantes de la memoria a largo plazo, ya que uno tiende a necesitar usar una variedad de hechos y habilidades diferentes durante un día determinado. Una deficiencia o trastorno en cualquiera de las formas de memoria puede inhibir severamente la capacidad de uno para realizar el trabajo o funcionar normalmente en la vida cotidiana.
Hay dos tipos principales de memoria declarativa, denominadas «memoria episódica» y «memoria semántica». La memoria episódica tiene que ver con los acontecimientos de la vida y, por consiguiente, está estrechamente relacionada con el tiempo. La memoria episódica tiende a incluir al menos una línea de tiempo aproximada de los eventos en la historia personal de uno. La memoria semántica, por otro lado, se refiere al recuerdo de hechos y piezas de información particulares y no tiende a involucrar ninguna línea de tiempo en particular. Un hecho tiende a no verse afectado cuando se aprende, y la mayoría de las personas olvidan dónde aprendieron la mayoría de las cosas que saben sobre el mundo.
A diferencia de la memoria declarativa, la memoria no declarativa se basa en el recuerdo de cómo llevar a cabo ciertas acciones. Si bien tanto la memoria declarativa como la no declarativa implican una forma de recuerdo, las «memorias» asociadas con los procedimientos contenidos en la memoria no declarativa no pueden expresarse en palabras. La memoria no declarativa implica entrenarse en una acción particular hasta que sea completamente o casi automática. En general, uno debe pensar poco o nada en llevar a cabo una acción completamente comprometida con la memoria procesal. Las acciones como caminar, andar en bicicleta o escribir en un teclado, que parecen completamente automáticas para muchas personas, se basan en la memoria no declarativa.
Otra de las principales diferencias entre la memoria declarativa y no declarativa radica en la capacidad de refinar y mejorar las habilidades con el tiempo. La memoria de procedimiento no se detiene con el aprendizaje de cómo realizar una acción en particular. Practicar con el tiempo puede hacer que uno sea más hábil y más efectivo para llevar a cabo esa acción. Los hechos y la información, por otro lado, no pueden mejorarse mediante el uso regular. Se puede agregar más información o corregir información defectuosa, pero no hay forma de hacer que los hechos y la información en la memoria declarativa de alguna manera sean «mejores» o más efectivos.