Procesuālā atmiņa attiecas uz zināšanām par noteiktām darbībām vai procedūrām, kuras galu galā kļūst automātiskas ar atkārtošanos un praksi. Šāda veida atmiņu bieži izmanto bez apzinātas domāšanas vai plānošanas, un tāpēc to ir ļoti grūti verbalizēt. Bieži vien labākais veids, kā efektīvi izskaidrot procesuālo atmiņu, ir konkrēta uzdevuma vai darbības veikšana. Šādu atmiņu piemēri ietver zināšanas, kā braukt ar velosipēdu, kā peldēt vai kā spēlēt mūzikas instrumentu.
Zināšanu veids, kas iegūts kā procesuālā atmiņa, mēdz saglabāties ilgu laiku. Piemēram, kad cilvēks ir iemācījies braukt ar velosipēdu, viņš vai viņa var nebraukt ar velosipēdu daudzus gadus, bet atmiņa uzreiz atgriezīsies brīdī, kad tiek mēģināts braukt ar velosipēdu. Tāpēc lielākā daļa procesuālo prasmju tiek uzskatītas par ilgtermiņa procesuālām atmiņām.
Deklaratīva atmiņa atšķiras no procesuālās atmiņas, jo tā attiecas uz faktiem balstītu atmiņu, un tā ir viegli verbalizēta. Tā kā deklaratīvā atmiņa ir vairāk balstīta uz valodu, nevis procesuālo atmiņu, to arī vieglāk aizmirst, ja vien tā netiek konsekventi izmantota. Ir divi galvenie deklaratīvās atmiņas apakštipi: semantiskā un epizodiskā.
Semantiskā atmiņa ir saistīta ar nozīmju vai jēdzienu izpratni un parasti nav personiski nozīmīga. Piemērs tam ir izpratne, ka pildspalva ir rīks, ko izmanto rakstīšanai. Epizodiskā atmiņa ir vairāk personiska, un tā ietver notikumu atcerēšanos no autobiogrāfiska perspektīvas.
Šķiet, ka procesuālo mācīšanos ietekmē noteiktu smadzeņu zonu, piemēram, smadzenīšu un bazālo gangliju, bojājumi. Pārbaudot cilvēkus ar smadzeņu traumām, pētnieki ir pierādījuši, ka procesuālās un deklaratīvās atmiņas veidošanos, šķiet, kontrolē dažādas smadzeņu daļas. Pētījumi arī ir parādījuši, ka šīs atmiņas sistēmas var darboties neatkarīgi viena no otras.
Piemērs tam, kā procesuālās un deklaratīvās sistēmas darbojas neatkarīgi, ir gadījums ar smadzeņu traumu slimu pacientu, kurš ir pastāvīgi apmācīts apgūt konkrētu uzdevumu un var atcerēties savas apmācības detaļas, bet nespēj uzlabot uzdevumu. . Šis ir bojātas procesuālās atmiņas, bet funkcionējošas deklaratīvās atmiņas piemērs. No otras puses, pacients ar funkcionējošu procesuālo atmiņu, bet bojātu deklaratīvo atmiņu neatcerētos uzdevuma apmācību, bet parādītu uzlabotu konkrētā uzdevuma izpildi.
Dažas domas skolas uzskata, ka procesuālās atmiņas veido cilvēka raksturu. Šī domāšanas veida pamatā ir tas, ka, apgūstot noteiktas uzvedības vai emocionālas reakcijas, tās kļūst par automātiskām atbildēm uz konkrētām situācijām. Tas var būt pozitīvi labu ieradumu gadījumā, taču tas var arī nozīmēt, ka negatīva uzvedība ir ļoti izturīga pret pārmaiņām. No šī viedokļa ir vajadzīgas ievērojamas apzinātas pūles, lai praktizētu un no jauna apgūtu jaunu pozitīvu uzvedību, līdz negatīvā tiek aizstāta.