Deklaratīva un nedeklaratīva atmiņa atšķiras ar to, ka deklaratīvā atmiņa attiecas uz faktu un notikumu atcerēšanos, savukārt nedeklarīvā atmiņa, ko sauc arī par procesuālo atmiņu, attiecas uz spēju veikt apgūtās prasmes vai darbības. Deklaratīvo atmiņu var izteikt vai “deklarēt” informācijas izteiksmē, savukārt nedeklarīvo atmiņu nevar. Gan deklaratīvā, gan nedeklarīvā atmiņa ir ļoti svarīgas ilgtermiņa atmiņas daļas, jo cilvēkam ir tendence izmantot dažādus faktus un prasmes jebkurā konkrētā dienā. Jebkuras atmiņas formas trūkums vai traucējumi var nopietni kavēt cilvēka spēju veikt savu darbu vai normāli funkcionēt ikdienas dzīvē.
Ir divi galvenie deklaratīvās atmiņas veidi, ko dēvē par “epizodisko atmiņu” un “semantisko atmiņu”. Epizodiskā atmiņa ir saistīta ar notikumiem cilvēka dzīvē un attiecīgi ir cieši saistīta ar laiku. Cilvēka epizodiskā atmiņa mēdz ietvert vismaz aptuvenu personīgās vēstures notikumu laika grafiku. No otras puses, semantiskā atmiņa attiecas uz konkrētu faktu un informācijas daļu atcerēšanos, un tai nav tendence ietvert noteiktu laika grafiku. Faktu parasti neietekmē tas, kad tas tiek apgūts, un lielākā daļa cilvēku aizmirst, kur viņi ir iemācījušies lielāko daļu lietu, ko viņi zina par pasauli.
Pretstatā deklaratīvajai atmiņai, nedeklaratīva atmiņa balstās uz atmiņām par to, kā veikt noteiktas darbības. Lai gan gan deklaratīvā, gan nedeklaratīva atmiņa ietver atmiņas veidu, “atmiņas”, kas saistītas ar nedeklaratīvajā atmiņā ietvertajām procedūrām, nevar izteikt vārdos. Nedeklaratīva atmiņa ietver sevis apmācīšanu konkrētai darbībai, līdz tā ir pilnībā vai gandrīz automātiska. Kopumā, lai veiktu darbību, kas pilnībā uzticēta procesuālajai atmiņai, ir jāpieliek maz pārdomām vai vispār nav jādomā. Tādas darbības kā iešana, braukšana ar velosipēdu vai rakstīšana uz tastatūras, kas daudziem šķiet pilnīgi automātiskas, balstās uz cilvēka nedeklarējošu atmiņu.
Vēl viena no galvenajām atšķirībām starp deklaratīvo un nedeklarīvo atmiņu ir spēja laika gaitā pilnveidot un uzlabot prasmes. Procesuālā atmiņa neapstājas ar mācībām, kā veikt konkrētu darbību. Laika gaitā prakse var padarīt cilvēku prasmīgāku un efektīvāku šīs darbības veikšanā. No otras puses, faktus un informāciju nevar uzlabot, regulāri izmantojot. Var pievienot vairāk informācijas vai izlabot kļūdaino informāciju, bet faktus un informāciju savā deklaratīvajā atmiņā nevar padarīt kaut kā “labāku” vai efektīvāku.