心理学研究表明，记忆活动是由感觉记忆、短时记忆、长时记忆三个相互联系的记忆系统组成的。这三个记忆系统在信息的贮存时间、信息的编码方式、记忆的容量等方面都有各自不同的特点；同时，三个系统的信息加工水平是不同的，感觉记忆的信息加工水平最低，长时记忆的信息加工水平最高。信息的长期保持是在一定的条件下，将信息由感觉记忆转入短时记忆，再由短时记忆转入长时记忆。
一、感觉记忆
通过感觉获得的信息在大脑中都要保存一个极短的时间，这就是感觉记忆，又称瞬时记忆或感觉登记。在感觉记忆中，信息保持的时间大约有0．25～2秒；信息的编码是以信息所具有的物理特性来进行的，具有鲜明的形象性。不同内容的感觉记忆，其容量有一定的差异，例如，视觉信息的记忆容量大于听觉信息的记忆容量。一般认为感觉记忆的容量比短时记忆大。感觉记忆中保存的信息如果没有受到注意，就会很快地丧失；如果受到注意，它就进入了短时记忆系统进行保存。
二、短时记忆
在注意的条件下，将有关信息只短暂地呈现一次（信息呈现的时间一般为1秒），对这种当前信息的记忆叫做短时记忆。短时记忆所加工的信息有两个来源：其一是感觉记忆中的信息因受到注意而进入短时记忆；其二是为了解决当前的问题而从长时记忆中提取出来，暂时存放在短时记忆中的。在短时记忆中，信息的保存时间约为5秒到2分钟；信息的编码方式以言语的听觉形式为主，也存在视觉编码和语义编码。短时记忆的容量相当有限，一般约为7±2个组块。组块是短时记忆信息加工的单位，它可以是字母、单词、句子甚至更大的单位。每一个单位的内部是由非常熟悉的内容组成的。可见，短时记忆的容量实际上取决于组块的大小。也有人（如H．A．Simon,1974）认为，如果组块较大，则短时记忆的容量只有4～5个组块。短时记忆中的信息经过复述，就进入了长时记忆；如果得不到复述，就会随时间而自动消退。
三、长时记忆
长时记忆是对经过深入加工的信息的记忆。长时记忆保存的时间很长，可以是1分钟，也可以是几个小时、几天、几年，甚至是终生的。长时记忆的容量非常巨大，我们在一生中所学的东西几乎不可能将其填满。长时记忆主要采用语义的形式进行编码，有时也以各种感觉形象的形式进行编码。前者如一个概念、定理的记忆，后者如一些生活情景的记忆。长时记忆是被研究得最多的记忆系统，在早期的记忆研究中，长时记忆曾被当作唯一的记忆系统。
