Теорія сенсорної інтеграції випливає з основних припущень, що відносяться до таких наук, як неврологія, психологія і педагогіка. Він намагається описати закономірності функціонування процесів, що інтегрують сенсорні переживання в центральній нервовій системі. Наші органи чуття знаходяться в постійній готовності отримувати враження. Мозок переповнений тисячами інформації, яку необхідно правильно розпізнати, інтерпретувати, зв'язати і розташувати так, щоб її можна було використовувати в дії. Це робиться за допомогою процесу, який називається сенсорною інтеграцією. Основним завданням сенсорно-інтеграційної терапії є забезпечення пацієнта контрольованим числом сенсорних подразників, таких як: вестибулярні подразники, пропріоцептивні, тактильні, слухові, смакові подразники, щоб дитина спонтанно формулювала адаптивні реакції, що призводять до поліпшення інтеграції цих подразників. Під час терапії розвивається взаємозв'язок між рухом і сенсорними процесами і покращує синаптичні зв'язки в центральній нервовій системі. Для того щоб відбулося поліпшення організації центральної нервової системи під час терапії, використовуються такі вправи, які є стимулюючими для головного мозку. Вони повинні бути адаптовані до здібностей дитини, його рівня розвитку, вони не повинні бути занадто складними або занадто легкими. Результатом цього стає зміна поведінки учасника рухової та емоційної сфери, поліпшення мовних і когнітивних функцій і підвищення ефективності навчання.
Можна сказати, що сенсорно-інтеграційна терапія – це «наукова гра», в якій дитина, що котиться в бочці, гойдаючись на платформі, грає і вчиться одночасно, охоче бере в ній участь і це доставляє йому багато радості. Під час терапії дитину не навчають конкретним навичкам, а зміцнюють нервові процеси, що лежать в основі цих навичок, і вони з'являються природним чином як наслідок поліпшення функціонування центральної нервової системи. Терапевт пред'являє до дитини вимоги, щоб вона могла реагувати на них все більш складними адаптивними реакціями.
ШІ-терапія – це не засвоєний, постійно повторюється режим вправ, а мистецтво безперервного аналізу поведінки дитини, постійного відбору і модифікації використовуваних для нього завдань. Він проходить у великому приміщенні, обладнаному спеціалізованими приладами. Це обладнання призначене для стимуляції вестибулярної системи, пропріоцептивної і тактильної, а також зорової, слухової і нюхової. Атмосфера під час терапії сприяє розвитку внутрішньої потреби у вивченні навколишнього середовища. Дитина, відчуваючи, що він успішний в все більш складних завданнях, піднімає свою самооцінку і охоче бере участь в заняттях. Вони часто починають краще сприймати навколишній світ. Такі переживання в управлінні своєю поведінкою починають переноситися в інші життєві ситуації за межами терапевтичного кабінету, що помічають батьки і вчителі. Змінюється імідж дитини і його функціонування в навколишньому середовищі. Важливо усвідомлювати, що діти не виростуть з проблем сенсорної інтеграції.