Diagnostyka pamięci jest również bardzo bogata i ma do dyspozycji specjalne przyrządy (tzw. mnemometry), jakkolwiek może ona posługiwać się także sposobami bardzo prostymi. Przy badaniu pamięci doraźnej żąda się od badanego natychmiastowego odtworzenia szeregu słów, zgłosek, liter ozy też przedmiotów, które mu się pokazuje. Pamięci bezpośredniej przeciwstawia się trwałe zapamiętanie (pamięć "odroczna"). Ten rodzaj pamięci bywa zwykle badany metodą uczenia się. Materiał przeznaczony do zapamiętania prezentuje się tu zazwyczaj wielokrotnie, ewentualnie aż do momentu bezbłędnego powtórzenia go przez osobę uczącą się. Ilość utrwalonego materiału, długość czasu potrzebnego do wyuczenia się albo ilość niezbędnych powtórzeń stanowi wtedy podstawę pomiaru pamięci. Wprowadzenie przez Ebbinghausa zgłosek bez sensu do badań nad pamięcią miało za zadanie ujednostajnienie materiału uczenia się i zrobienia go jednakowo obcym dla wszystkich badanych.