1. Zintuiglijk geheugen: Dit is de eerste fase waarin sensorische informatie kort wordt vastgehouden. Het is erg vluchtig en vergaat snel, tenzij er aandacht aan wordt besteed. Er zijn afzonderlijke sensorische registers voor verschillende zintuigen (bijvoorbeeld iconisch geheugen voor zicht, echoisch geheugen voor gehoor).

2. Kortetermijngeheugen (STM) / werkgeheugen: Dit is de fase waarin informatie actief wordt verwerkt. Het heeft een beperkte capaciteit (vaak aangehaald als ongeveer 7 ± 2 items) en een beperkte duur (ongeveer 20 seconden, tenzij actief gerepeteerd). Werkgeheugen is een moderner begrip, waarbij de nadruk wordt gelegd op de actieve manipulatie en verwerking van informatie in STM, en niet alleen op tijdelijke opslag.

3. Langetermijngeheugen (LTM): Dit is de relatief permanente en onbeperkte opslagplaats van informatie. Informatie uit STM die wordt gecodeerd en overgedragen, wordt hier opgeslagen om later te kunnen ophalen. LTM is verder onderverdeeld in verschillende subtypen, zoals episodisch geheugen (persoonlijke gebeurtenissen), semantisch geheugen (feiten en kennis) en procedureel geheugen (vaardigheden en gewoonten).