感觉统合是一个信息加工过程，大脑必须以灵活的、不断变换的方式比较、选择、联系、增强和控制感觉信息，即大脑必须统合信息才能产生有效的注意、记忆、思维和推理等心理活动。如我们对“苹果”的认识，就来自于苹果作用于我们的眼睛、鼻子、嘴巴和皮肤、手部肌肉等感觉器官形成的各种感觉信息。也就是通过眼睛我们可以观察到它的颜色、大小和形状，通过鼻子可以闻到它的香味，通过舌头尝它的味道，通过手可以感触它的软、硬程度等，在这些感觉信息基础上，经过大脑的比较、联系、控制等统合过程，形成一个比较完整的有别于其它水果的苹果概念。
因此，单一的感觉不能反映事物的全貌和特性。只有各种感觉进行有效的联系、整合，才能形成对事物整体的认识。所以感觉统合功能实际上是从许多部分感觉形成为整体的认知。只有经过感觉的统合，人类才能完成高级而复杂的认识活动，包括注意力、记忆力、语言能力、组织能力、自我控制、概括和推理能力等。
学习能力是身体感官，神经组织及大脑间的互动，身体的视、听、嗅、味、触及平衡感官，透过中枢神经分支及末端神经组织，将讯息传入大脑各功能区，称为感觉学习。大脑将这些讯息整合，作出反应再透过神经组织，指挥身体感官的动作，称为运动学习。感觉学习和运动学习的不断互动便形成了感觉统合。