Aistimuisti on aistitietojen väliaikainen tallennus viitteeksi, ja se kestää sekunneissa. Jos henkilö haluaa muuntaa aistimuistin pysyvästi tallennetuksi muistiksi, hänen on kiinnitettävä huomiota aistituloon, jotta aivot tietävät tallentaa sen pysyvämpään paikkaan. Lukuisat tutkimukset ovat tutkineet aistimuistia ja sen toimintaa. Sillä on tärkeä rooli kognitiossa, käsityksessä ja tehtävien suorittamisessa.
Normaaleissa olosuhteissa kokemus, kuten näky, ääni tai kosketus, pidetään aivoissa muutaman sekunnin ajan ja hylätään. Tämä voi aiheuttaa outoja aistillisia ilmiöitä, kuten tunteen, että junan pilli puhaltaa edelleen sen jälkeen, kun se on pysähtynyt, tai visuaalisen hämärtymisen, kun kirkasta esinettä vedetään tummaa taustaa vasten. Jotkut näytöt tukeutuvat tähän aistimuistin osaan ja aivot täyttävät osan kuvasta väliaikaisesta muististaan vilkuttaen seuraavan segmentin.
Haptinen, ikoninen ja kaiku muisti ovat kaikki erilaisia aistimuistityyppejä, jotka kattavat kosketuksen, näön ja äänen. Jotta muisti säilyy pidempään kuin muutaman sekunnin, sen on erotuttava. Esimerkiksi traumaattiset visuaalit tulevat usein pitkäaikaiseen muistiin, koska henkilö on järkyttynyt tai järkyttynyt auto -onnettomuuden tai muun traumaattisen tapahtuman näkemisestä. Samoin tarjoilija voi muistaa tilauksen ilman, että hän tarvitsee kirjoittaa sitä muistiin, kun hän keskittyy asiakkaaseen hänen puhuessaan.
Aistimuistin ohimenevä luonne selittää myös sen, miksi ihmisillä on toisinaan huono muisti jotain, mitä he ovat juuri nähneet, kuulleet tai koskettaneet. Jos esimerkiksi opiskelija on hajamielinen etsiessään jotakin, hän lukee asiaankuuluvat tiedot, palaa takaisin siihen, mitä hän teki, ja ymmärtää, ettei hän muista juuri lukemaansa. Samoin, kun perheenjäsen huutaa puhelinnumeroa ovelta juoksevalle henkilölle, kyseinen henkilö ei ehkä muista numeroa, kun hän menee soittamaan sitä useita tunteja myöhemmin.
Aivot voivat tallentaa noin seitsemän yksikköä tietoa aistimuistiinsa, ennen kuin niiden on tehtävä tilaa enemmän joko hylkäämällä tai tallentamalla tiedot. Voi olla tärkeää olla tietoinen tästä opintojaksojen aikana, koska tietojen paloittelu voi helpottaa muistamista. Esimerkiksi sarjoissa olevat numerot on helpompi muistaa kuin pitkä merkkijono. Monet ihmiset voivat muistaa puhelinnumeron, kuten 555-1212, mutta eivät muistaneet merkkijonoa 5551212.