П.І. Зінченко вважає, що сенсорна пам'ять тривалістю 100 мс створює можливість предметної віднесеності образу, проте ні константність, ні узагальненість ще не формується. Завдяки їй індивід може розпізнавати образи ще в процесі їхнього формування. Так, у зоровій сенсорній пам'яті відбувається первинна обробка інформації, що надходить, її відбір (фільтрація), сканування (зчитування), після чого частина відібраної інформації надходить для подальшої переробки в центральні канали - у короткочасну, а потім і тривалу пам'ять.
Короткочасна пам'ять характеризується швидким запам'ятовуванням матеріалу, його відтворенням і нетривалим зберіганням.
Короткочасна, або оперативна, пам'ять здійснює введення і одержання інформації з тривалої пам'яті для задоволення актуальних потреб людини.
Нова інформація може надходити в систему пам'яті лише через сенсорну пам'ять. Для того щоб бути збереженою, вона має перейти звідти в короткочасну пам'ять, яку ще називають робочою, оперативною, де здійснюється переробка і усвідомлення інформації, а потім - у тривалу пам'ять, яка є базою постійних знань. У короткочасну пам'ять може переходити інформація з тривалої пам'яті, яка необхідна для впізнавання інформації, що надійшла зі сенсорної пам'яті, а також у ситуації відтворення.
Ця пам'ять обслуговує актуальні потреби діяльності і має обмежений обсяг. Дуже важливо зосередитись на об'єктах запам'ятовування. Американський психолог Дж, Міллер довів, що обсяг короткочасної пам'яті обмежений. Залежно від складності об'єктів запам'ятовування кількість їх може коливатись у межах від 5 до 9 (7±2), тобто в середньому короткочасна пам'ять здатна одночасно зберігати сім елементів. Індивід може збільшити кількість інформації, утримуваної в короткочасній пам'яті, шляхом перекодування елементів у нові структурні одиниці. Головне - зробити їх більш інформаційно насиченими за рахунок групування, схематизації, узагальнення в єдиний цілісний образ. Важливо також активно проговорювати, повторювати цей матеріал.
Переведення інформації з короткочасної в тривалу нерідко викликає труднощі, бо спочатку необхідно осмислити і певним чином структурувати матеріал, пов'язати його з тим, що людина добре знає, а потім повторити. Механічний характер проговорювання матеріалу призводить до забування, якщо ж він осмислений і супроводжується мнемічними діями, то переходить у тривалу пам'ять.
Тривала пам'ять зберігає людський досвід і забезпечує довгочасне зберігання матеріалу та наступне використання в діяльності. Це - найскладніший вид пам'яті. Матеріал у ній зберігається, зазнаючи впливу процесів запам'ятовування, забування, відтворення.
Тривалу пам'ять поділяють на два типи: перший - зі свідомим доступом, тобто людина може за своїм бажанням згадати потрібну інформацію; другий - із закритим доступом. У цьому разі людина в природних умовах не може користуватись тривалою пам'яттю, і лише під час гіпнозу, завдяки подразненню всіх ділянок головного мозку, актуалізуються в усіх деталях образи, переживання власного життя. Відомі випадки феноменальної пам'яті й унікальних здібностей лічити, які пов'язані з доступом до цього виду пам'яті. У людей з феноменальною пам'яттю інформація відновлюється після тривалого зберігання (десятки років) без змін. Це свідчить про відсутність у такій пам'яті перетворень і здатності до забування. У людей, які не мають описаних здібностей, тривала пам'ять без довільного доступу становить, ймовірно, базу інтуїції.
Психологи здебільшого вивчають проблеми тривалої пам'яті зі свідомим доступом (проблеми запам'ятовування і відтворення). Вона починає функціонувати не відразу після сприймання і запам'ятовування матеріалу, а лише через певний час.
Організація матеріалу в тривалій пам'яті підпорядковується певним принципам, зокрема, використанню засобів, залежності запам'ятовування від місця матеріалу в структурі діяльності. Останній принцип обґрунтований у дослідженнях П.І. Зінченка, О.О. Смирнова, де висвітлено залежність запам'ятовування від зв'язків матеріалу з мотивами, метою та умовами діяльності.