Memoria declarativă și memoria nedeclarativă diferă prin aceea că memoria declarativă se referă la amintirea faptelor și evenimentelor, în timp ce memoria nedeclarativă, numită și memorie procedurală, se referă la capacitatea de a efectua abilități sau activități învățate. Memoria declarativă poate fi exprimată sau „declarată” în termeni de informație, în timp ce memoria nedeclarativă nu poate. Memoria declarativă și nedeclarativă sunt ambele părți foarte importante ale memoriei pe termen lung, deoarece cineva tinde să fie nevoie să folosească o varietate de fapte și abilități diferite în orice zi. O deficiență sau o tulburare în oricare dintre formele de memorie poate inhiba sever capacitatea cuiva de a-și îndeplini munca sau de a funcționa normal în viața de zi cu zi.
Există două tipuri principale de memorie declarativă, denumite „memorie episodică” și „memorie semantică”. Memoria episodică se preocupă de evenimentele din viața cuiva și este, în consecință, strâns legată de timp. Memoria episodică a cuiva tinde să includă cel puțin o cronologie aproximativă a evenimentelor din istoria personală. Memoria semantică, pe de altă parte, se referă la amintirea unor anumite fapte și informații și nu tinde să implice o anumită cronologie. Un fapt tinde să nu fie afectat de momentul în care este învățat și majoritatea oamenilor uită de unde au învățat majoritatea lucrurilor pe care le știu despre lume.
Spre deosebire de memoria declarativă, memoria nedeclarativă se bazează pe amintirea modului în care să conducă anumite acțiuni. În timp ce atât memoria declarativă, cât și cea nedeclarativă implică o formă de amintire, „amintiri” asociate cu procedurile conținute în memoria nedeclarativă nu pot fi exprimate în cuvinte. Memoria nedeclarativă implică antrenamentul într-o anumită acțiune până când aceasta este complet sau aproape automată. În general, trebuie să ne gândim puțin sau deloc în desfășurarea unei acțiuni complet dedicate memoriei procedurale. Acțiuni precum mersul pe jos, mersul pe bicicletă sau tastarea de pe o tastatură, care pentru mulți oameni par complet automate, se bazează în memoria nedeclarativă a cuiva.
O altă dintre diferențele majore dintre memoria declarativă și nedeclarativă constă în capacitatea de a perfecționa și îmbunătăți abilitățile în timp. Memoria procedurală nu se oprește cu a învăța cum să faci o anumită acțiune. Practica de-a lungul timpului poate face pe cineva mai priceput și mai eficient în a desfășura acea acțiune. Faptele și informațiile, pe de altă parte, nu pot fi îmbunătățite prin utilizarea regulată. Se pot adăuga mai multe informații sau se pot corecta informațiile greșite, dar nu există nicio modalitate de a face faptele și informațiile din memoria declarativă cumva „mai bune” sau mai eficiente.