Het procedurele geheugen is een van de vormen van het niet-declaratieve of impliciete geheugen. Het heeft zowel betrekking op het leren van motorische vaardigheden, zoals leren fietsen, als het leren van bepaalde cognitieve vaardigheden, zoals het leren lezen. Dergelijke vaardigheden vallen onder het zogeheten skill learning; het door herhaling en in kleine stapjes leren steeds beter te presteren. Patiënten die lijden aan amnesie hebben meestal een intact procedureel geheugen. Een bekend voorbeeld van zo'n patiënt is HM. HM (of H.M.) leed door beschadiging van mediaal temporale gebieden in de hersenen aan antegrade amnesie en kon dus geen nieuwe declaratieve kennis meer in zijn geheugen opslaan.