Integracja sensoryczna to proces przetwarzania w mózgu informacji odbieranych przez zmysły z ciała i otoczenia. Proces ten trwa nieustannie. Mózg nie tylko zbiera informacje, ale także porządkuje je, odpowiednio interpretuje, planuje dalsze działanie i sprawdza czy jest ono wykonywane zgodnie z planem.

Może zdarzyć się, że informacje wysyłane z poszczególnych zmysłów są zbyt mocne lub zbyt słabe, aby mózg mógł prawidłowo poskładać je w całość wraz z pozostałymi informacjami.

Zadaniem terapeuty jest eliminowanie, wyhamowywanie lub ograniczenie niepożądanych bodźców obecnych przy nadwrażliwościach sensorycznych lub dostarczanie silnych bodźców, co jest konieczne przy podwrażliwościach systemów sensorycznych.

Terapia integracji sensorycznej bywa często określana często mianem „naukowej zabawy”, której głównym celem jest pomóc dzieciom z zaburzeniami integracji sensorycznej lepiej i sprawniej reagować na bodźce z ciała i z otoczenia.