A memória sensível é a capacidade de recordar a sensação exata de uma experiência após o término da experiência. Os estímulos que criam a experiência podem estimular qualquer um dos sentidos humanos. A pessoa, consciente ou inconscientemente, decide se deseja ignorar os estímulos ou se deseja percebê-los. A memória dos sentidos de um estimulante ignorado é quase inexistente, enquanto a memória dos sentidos de algo percebido ainda é passageira, até uma questão de segundos, mas é existente.
Os tipos de memória dos sentidos são divididos em primeiros sentidos e depois em tipos de memória. Os cinco sentidos básicos são visão, som, olfato, paladar e tato. Existem outros sentidos, como o sentido vestibular, termocepção, nocicepção e propriocepção. A memória sensorial é frequentemente dividida em três tipos principais: icônico, ecóico e háptico.
A memória icônica é a capacidade de manter uma imagem de algo na mente após a imagem que a estimulou desapareceu de vista. É a memória básica dos sentidos da visão. A memória icônica é dividida em persistência visível e persistência informativa. A persistência visível é como uma breve fotografia de algo, enquanto a persistência informacional é uma memória visual que se torna duradoura.
A memória ecóica recupera sons depois que o som para de atingir os ouvidos. Essa informação auditiva dura na memória por aproximadamente três a quatro segundos. A neurociência testou a memória ecológica para provar não apenas sua existência, mas também quanto tempo dura. É visivelmente mais curto que a memória icônica.
A memória tátil refere-se à memória de toque. A memória inicial de como algo parecia tocar é passageira, mas a memória de longo prazo pode ser criada com relação a se algo era bom ou não, ou quanta pressão era aplicada ao objeto. A memória tátil pode estar relacionada à memória de textura ao comer e à termocepção, a memória do calor. A nocicepção, a sensação de pressão, dor e coceira, estimuladas pelas terminações nervosas, também caem na memória háptica.
Os três principais tipos de memória dos sentidos deixam de fora muitos dos sentidos humanos. O cheiro e a lembrança do paladar são os dois mais óbvios ignorados pela memória dos sentidos. Os cheiros e gostos permanecem claramente após o término da estimulação, mas se isso é uma lembrança ou uma estimulação persistente não é claro.
A memória sensorial está ligada à memória de longo e curto prazo pela capacidade de reconhecer algo quando o estímulo recomeça. Por exemplo, o sujeito pode não ser capaz de recordar ou descrever o cheiro do pão imediatamente, mas assim que ele sentir o cheiro do pão, ele poderá reconhecê-lo como pão. A diferença entre os dois é recuperação de informações ativas e reconhecimento de informações. A combinação dos dois permite que o cérebro perceba o mundo e construa uma biblioteca de reconhecimento para recorrer quando necessário.