Semantiskā atmiņa ir ilgtermiņa atmiņas daļa, kas saistīta ar idejām, nozīmēm un jēdzieniem, kas nav saistīti ar personīgo pieredzi. Kopā ar epizodisko atmiņu tā veido ilgtermiņa atmiņas daļu, kas pazīstama kā deklaratīvā atmiņa. Ilgtermiņa atmiņa ietver arī procesuālo atmiņu, kas ir atmiņa par to, kā rīkoties. Šie trīs dažādie ilgtermiņa atmiņas veidi mijiedarbojas viens ar otru, lai cilvēki varētu darīt visu, sākot no grāmatas lasīšanas līdz lidošanai ar kosmosa kuģi.
Šāda veida atmiņa ir saistīta ar neatkarīgiem faktiem, piemēram, kas ir ledusskapis, kā arī jēdzieniem, kurus var būt grūtāk definēt. Turpretim epizodiskā atmiņa ietver personiski svarīgus notikumus, piemēram, blakus esošā kaimiņa bērna vārdu. Semantiskās atmiņas piemērs varētu būt diskusija ar kādu, kurā viņš vai viņa piemin, ka viņam pieder kaķis. Tā vietā, lai atsauktu atmiņā konkrētu epizodisku kaķa atmiņu, kāds var iegūt semantisko kaķa definīciju, lai saprastu, par ko runā otrs.
Var būt nepieciešamas vairākas idejas vai koncepcijas ekspozīcijas, lai definīcija saglabātos semantiskajā atmiņā. Šāda veida atmiņa var apjukt arī mācīšanās sākumposmā, piemēram, kad kādam ir grūti saprast, ka divi radikāli atšķirīgi krēslu stili tiek uzskatīti par krēsliem, vienlaikus izprotot atšķirību starp krēslu un soliņu. Šis atmiņas veids ir īpaši aktīvs bērnībā, jo bērni pastāvīgi saskaras ar jauniem jēdzieniem, kas ir jādefinē un jāiekļauj semantiskajā atmiņā.
Semantiskā atmiņa arī spēlē lomu daudzās cilvēka darbībās. Piemēram, procesuālā atmiņa sniedz informāciju par to, kā lasīt avīzi, bet tā ir semantiskā atmiņa, kas atceras, ko nozīmē dažādie burti un kā tie savienojas vārdos. Tas arī ļauj lasītājam saprast rakstisku saziņu vairākos fontos, jo smadzenes saprot burta jēdzienu, nevis konkrētu burta piemēru.
Cilvēki pastāvīgi izmanto savā ilgtermiņa atmiņā saglabāto informāciju, lai risinātu dažādas situācijas, sākot no pilnīgi jaunām situācijām, piemēram, mācoties vadīt lidmašīnu, līdz tādiem ikdienas notikumiem kā duša. Jebkuras atmiņas daļas bojājums var izraisīt apjukumu un diskomfortu, jo smadzenēm var būt grūtības kontekstualizēt darbību vai notikumu bez ilgtermiņa atmiņas palīdzības.