La atención es fundamentalmente una actividad voluntaria y selectiva que significa que decido interesarme en algo al mismo tiempo que decido desinteresarme de lo demás. El cerebro no puede procesar simultáneamente y de la misma manera toda la información sensorial aferente, por lo que ha desarrollado la atención selectiva, que es la capacidad de procesar de manera diferencial fuentes simultáneas de información.

La atención selectiva se refiere a la capacidad de focalizar el interés en una modalidad sensorial mientras se ignoran las otras, y la atención dividida, al interés focalizado simultáneamente en dos modalidades sensoriales. La primera es modulada por las cortezas sensoriales, mientras que la atención dividida es llevada a cabo por la corteza prefrontal.

Al parecer no es posible desconectarse completamente de ningún canal sensorial particular. La atención selectiva implica al mismo tiempo un cierto grado de alerta a la información desatendida que pueda acceder por cualquier canal sensorial. Esta alerta a la información desatendida se conoce también como atención ‘automática’, la cual es ‘involuntaria’ y se puede registrar electrofisiológicamente. La atención también se puede pensar como una cierta cantidad de energía que se utiliza en mayor proporción para la atención selectiva, conservando una cierta cantidad para la atención automática. La capacidad atencional se refiere a una cantidad fija de esfuerzo que se puede hacer en un momento determinado. Al prestar atención en algo, el procesamiento empleado en una tarea se sustrae del procesamiento que se puede realizar en otra.

Hay dos teorías sobre el momento en que ocurre la acción de la selectividad de la atención ante el procesamiento de los estímulos del medio: la teoría de la selección temprana y la de la selección tardía. La teoría de la selección temprana se refiere a la idea de que un estímulo no tiene que analizarse y codificarse perceptualmente de manera completa como información semántica o categorial antes de que pueda seleccionarse para procesamiento adicional o rechazarse como irrelevante. La teoría de la selección tardía presupone que la información atendida e ignorada es procesada equivalentemente por el sistema perceptual y alcanza un estado de análisis y codificación semántica.

El sistema de atención del cerebro está anatómicamente separado de los sistemas que procesan operaciones específicas. Es como otro sistema sensorial o motor que interactúa con los demás sistemas, pero manteniendo su propia identidad. Postner divide el sistema de atención en tres subsistemas que realizan funciones diferentes pero interrelacionadas: el primer subsistema (orientación) depende de la actividad de regiones cerebrales posteriores, por lo que se denomina sistema atencional posterior, cuya estructura anatómica clave es el lóbulo parietal. La corteza parietal superior se activa cuando la atención se desliga de un lugar para fijarse en otro. La acción cognitiva de cambiar la atención de un lugar en el campo visual a otro se puede dar en términos de tres operaciones mentales internas: desenganche de la atención de su actual estímulo, desplazamiento de la atención al nuevo estímulo, y enganche de la atención al nuevo estímulo. El daño del lóbulo parietal produce un trastorno en estas operaciones. El segundo subsistema (detección) depende de la actividad de áreas anteriores del cerebro, por lo que se denomina sistema atencional anterior o frontal, y se relaciona con redes de asociaciones semánticas y con tareas de atención dividida. El tercer subsistema realiza tareas de activación y alerta y depende del tallo cerebral.