Das sensorische Gedächtnis dient der unmittelbaren, sehr kurzen Zwischenspeicherung sensorischer Informationen im Gedächtnissystem. Die Bedeutung des sensorischen Gedächtnisses liegt darin, dass nachdem eine Information das sensorische Gedächtnis, also die Verbindung zwischen der Wahrnehmung und dem tatsächlichen Gedächtnis passiert hat, mit dem Kurzzeitgedächtnis auf den ersten bewussten Teil des Prozesses trifft. Teil des Kurzzeitgedächtnisses ist mitunter die phonologische Schleife, die dazu dient, etwa verbale Erinnerungen im Arbeitsgedächtnis zu verstehen und zu behalten, damit man dann auf eine gestellte Frage eine passende Antwort geben kann. Massive Einschränkungen erfahren Menschen dann, wenn ihr sensorisches Gedächtnis nachlässt, denn das würde bedeuten, dass weniger oder gar keine Informationen mehr in das Kurzzeit- und das Langzeitgedächtnis übertragenwerden können.
Siehe dazu sensorisches Register.