Klasyfikacja ze względu na długość trwania Podstawowa i ogólnie przyjęta klasyfikacja pamięci jest oparta na długości jej trwania. Wyróżnia się trzy typy pamięci: sensoryczną (ultrakrótką, pamięć zmysłów, USTM), krótkotrwałą (operacyjną, pamięć świeżą, STM) i długotrwałą (LTM). Za te trzy rodzaje pamięci odpowiadają różne układy neuronów.
Czas trwania pamięci sensorycznej wynosi do ok. 0,5 sekundy (patrz też: eksperyment Sperlinga). Część informacji z pamięci sensorycznej przedostaje się do pamięci krótkotrwałej, w której następuje analiza i interpretacja danych. Następnie informacja może być zapisana w pamięci długotrwałej.
Klasyfikacja ze względu na typ informacji Pamięć długotrwałą można podzielić na deklaratywną (jawną, świadomą) i niedeklaratywną (ukrytą, nieświadomą).
Pamięć świadoma wymaga udziału świadomości w przypominaniu, to znaczy potrzebny jest jakiś świadomy proces kierujący odtwarzaniem informacji. Czasem jest ona nazywana pamięcią jawną, gdyż zawiera informacje, które są przechowywane i odtwarzane w sposób jawny.