Sensorinen integraatio on Ayresin (2008) mukaan aivoissa tapahtuvaa tiedostamatonta aistitiedon kokoamista. Ihmisen on kyettävä vastaanottamaan sekä jäsentämään aistitietoa niin omasta kehosta kuin ympäristöstäkin, jotta ympäristön ärsykkeisiin voi reagoida tarkoituksenmukaisella tavalla. Sensorinen integraatio luo siis pohjan uuden oppimiselle sekä sosiaaliselle käyttäytymiselle, ja se kehittyykin vuorovaikutuksessa muiden kanssa. (Ayres, 2008, s. 30–32.) Jos ihmisellä esiintyy haasteita aistitiedon käsittelyssä, on mahdollista, että ongelma on sensorisessa integraatiossa. 

Sensorisen integraation häiriö (SI-häiriö) esiintyy muun muassa lihasjänteyden ja koordinaation haasteina, yliaktiivisuutena, oppimisen vaikeuksina sekä ongelmakäyttäytymisenä, kuten itse- ja tunnesäätelyn ongelmina tai vaikeutena sietää turhautumista (Ayres, 2008; Sity ry, n.d.). Ayres (2008) esittää SI-häiriön ongelmana olevan usein sisäisten aistimusten puutteen. Lapsi on siis saanut aistiärsykkeitä, mutta ne eivät ole aktivoineet aivojen alueita oikealla tavalla. Tämä myös estää aivoja muodostamasta toimintoja, jotka ovat riippuvaisia kaikista aisteista (Ayres, 2008, s. 92.)