Meelemälu on võime meelde tuletada kogemuse täpset tunnet pärast kogemuse lõppemist. Kogemust loovad stiimulid võivad stimuleerida mis tahes inimese meeli. Inimene otsustab teadlikult või alateadlikult, kas ta soovib stiimuleid ignoreerida või soovib seda tajuda. Tähelepanuta jäetud stimulandi meelemälu on peaaegu olematu, samas kui meelemälu millegi tajutava kohta on endiselt põgus, kuni mõne sekundi küsimus, kuid on olemas.
Meelemälu tüübid jagunevad esimesteks meelteks ja seejärel mälutüüpideks. Viis põhimeelt on nägemine, heli, haistmine, maitse ja kompimine. On ka teisi meeli, nagu vestibulaarne tunne, termotseptsioon, notsitseptsioon ja propriotseptsioon. Meelemälu jaguneb sageli kolmeks põhitüübiks: ikooniline, kajaline ja haptiline.
Ikooniline mälu on võime säilitada mõte millestki kujutluspilt pärast seda, kui seda stimuleerinud kujutis on silmist kadunud. See on nägemise põhiline meeltemälu. Ikooniline mälu jaguneb nähtavaks püsivuseks ja informatsiooniliseks püsivuseks. Nähtav püsivus on nagu lühike foto millestki, samas kui informatsiooniline püsivus on visuaalne mälu, mis muutub kauakestvaks.
Kajamälu meenutab helisid pärast seda, kui heli ei jõua enam kõrvu. Selline kuulmisinfo säilib mälus ligikaudu kolm kuni neli sekundit. Neuroteadus on testinud kajamälu, et tõestada mitte ainult selle olemasolu, vaid ka seda, kui kaua see kestab. See on märgatavalt lühem kui ikooniline mälu.
Haptiline mälu on seotud puutemäluga. Esialgne mälu selle kohta, kuidas midagi puudutamisel tundus, on üürike, kuid pikemaajalist mälu saab luua selle kohta, kas miski tundus kena või mitte või kui palju survet objektile avaldada. Haptiline mälu võib olla seotud tekstuurimäluga söömise ajal ja termoreseptsiooniga, kuumuse mäluga. Haptilise mälu alla kuulub ka notsitseptsioon, närvilõpmete poolt stimuleeritud surve-, valu- ja sügelustunne.
Kolm peamist meelemälu tüüpi jätavad paljud inimese meeled välja. Lõhn ja maitse meenutamine on kaks kõige ilmsemat, mida meelemälu ignoreerib. Lõhnad ja maitsed püsivad selgelt pärast stimulatsiooni lõppu, kuid kas see on mälu või püsiv stimulatsioon, pole selge.
Meelemälu on pikaajalise ja lühiajalise mäluga seotud võimega midagi ära tunda, kui stiimul uuesti algab. Näiteks ei pruugi katsealune olla võimeline meenutama või kirjeldama leivalõhna otsekohe, kuid niipea, kui ta leiva lõhna tunneb, võib ta selle leivana ära tunda. Erinevus nende kahe vahel on aktiivne teabe tagasivõtmine ja teabe tuvastamine. Nende kahe kombinatsioon võimaldab ajul nii maailma tajuda kui ka luua tuvastusraamatukogu, mida vajadusel kasutada.