长时记忆（Long-term memory）是指信息在头脑中保持的时间超过一分钟，甚至可能终身。它涉及的信息储存容量被认为是无限的，并且信息通常以有组织的状态被储存，这包括语义编码和形象编码两种方式。长时记忆可以分为情景记忆和语义记忆，情景记忆涉及个人经历的具体事件和情境，而语义记忆则涉及事实和概念的知识。
长时记忆的信息提取可以通过再认（recognition）或再现（recall）两种方式。再认是当遇到熟悉的信息时能够识别出来，而再现则是不需要提醒就能直接回忆起来的信息。
长时记忆的信息储存和提取受到多种因素的影响，包括自然衰退和干扰（如前摄抑制和倒摄抑制）。遗忘是长时记忆中信息随时间流逝逐渐丧失的过程