Duyusal kayıt, bilginin işlenmesinin ilk aşamasıdır ve çevredeki uyarıcıların duyu organları yoluyla sinirleri uyarmasıyla gerçekleşir. Bu aşamada, uyarıcılar ve izleri kısa süre duyu organlarında kalır ve bu süreç "duyusal bellek" olarak adlandırılır. Duyusal kayıtta bilgilerin korunma süresi, duyu organına göre farklılık gösterir ve 0,5 ile 1 saniye arasında değişebilir.