Prosedürel hafıza, bilinçli bir çaba sarf etmeden beceri ve alışkanlıkları öğrenmemizi ve gerçekleştirmemizi sağlayan uzun süreli hafıza türünü ifade eder. Bir tür örtük hafızadır, yani onu kullandığımızın her zaman farkında olmayız. Prosedürel hafıza, bisiklete binmek, klavyede yazı yazmak ve hatta bir dili konuşmak gibi çeşitli motor ve bilişsel becerilerden sorumludur.
Prosedürel hafızanın tanımlayıcı özelliklerinden biri, tekrarlanan uygulama ve geri bildirim yoluyla edinilmesidir. Yeni bir beceriyi ilk öğrendiğimizde, genellikle büyük bir bilinçli dikkat ve çaba gerektirir. Ancak, tekrarlanan uygulamalarla beceri otomatik hale gelir ve çok az bilinçli farkındalıkla veya hiç bilinçli farkındalık olmadan gerçekleştirebiliriz.
Prosedürel hafızanın beynin derinliklerinde yer alan bir grup çekirdek olan bazal ganglionların yanı sıra beyincik ve motor korteks gibi diğer bölgelerde de depolandığı düşünülmektedir. Beynin bu bölgelerinde meydana gelen hasarlar, prosedürel hafızada eksikliklere neden olarak daha önce otomatik olan belirli becerileri gerçekleştirmeyi zorlaştırabilir veya imkansız hale getirebilir.
Ayrıca bakınız: Örtük bellek, Beceri edinimi, Motor korteks, bellek
(ing. procedural memory)