Sensorisk prosessering er en prosess der sanseinntrykk (sensorisk informasjon) fra egen kropp og omgivelsene organiseres og skilles fra hverandre, noe som muliggjør effektiv bruk av kroppen i det miljøet man befinner seg i. Mer spesifikt handler dette om hvordan hjernen bearbeider informasjon fra ulike sansemodaliteter, slik som propriosepsjon, syn, hørsel, berøring, lukt, det vestibulære systemet, interosepsjon og smak, og omdanner denne informasjonen til funksjonelle og hensiktsmessige responser.
Tidligere har det vært antatt at sanseinntrykk fra ulike sanseorganer behandles i separate områder av hjernen. Samspillet innenfor og mellom disse spesialiserte områdene omtales som funksjonell integrasjon. Nyere forskning indikerer imidlertid at disse hjerneområdene ikke nødvendigvis er begrenset til én enkelt sansemodalitet, men kan integrere informasjon fra flere sanser for å danne en helhetlig forståelse av kroppens registrering av omgivelsene. Multisensorisk integrasjon er sentral i de fleste dagligdagse aktiviteter, ettersom kombinasjonen av flere sanseinntrykk er avgjørende for å oppnå forståelse og orientering i omverdenen.