Teoria integracji sensorycznej wywodzi się z podstawowych założeń odwołujących się do takich nauk jak neurologia, psychologia i pedagogika. Stara się opisać prawidłowości funkcjonowania procesów integrujących doznania zmysłowe w ośrodkowym układzie nerwowym. Nasze zmysły są w stałej gotowości do odbioru wrażeń. Mózg zalewany jest docierającymi od nich tysiącami informacji, które muszą być odpowiednio rozpoznane, zinterpretowane, powiązane i ułożone tak, by mogły być wykorzystane w działaniu. Dokonuje się to poprzez proces nazwany Integracją Sensoryczną. Głównym zadaniem terapii integracji sensorycznej jest dostarczenie podopiecznemu kontrolowanej ilości bodźców sensorycznych takich jak: bodźce przedsionkowe, proprioceptywne, dotykowe, słuchowe, smakowe, tak aby dziecko spontanicznie formułowało reakcje adaptacyjne prowadzące do poprawy integracji tych bodźców. Podczas trwania terapii relacje zachodzące pomiędzy ruchem a procesami sensorycznymi rozwijają i poprawiają połączenia synaptyczne w ośrodkowych układzie nerwowym. Aby nastąpiła poprawa w organizacji ośrodkowego układu nerwowego podczas terapii stosowane są takie ćwiczenia, które są stymulujące dla mózgu. Muszą być one dostosowane do możliwości dziecka, jego poziomu rozwojowego, nie mogą być za trudne ani za łatwe. Powoduje to zmianę zachowania uczestnika zajęć w sferze motorycznej i emocjonalnej, poprawę funkcji językowych, poznawczych oraz lepszą efektywność uczenia się.
Można powiedzieć, że terapia integracji sensorycznej to “naukowa zabawa”,w której dziecko tocząc się w beczce, huśtając na platformie bawi się i uczy jednocześnie, chętnie bierze w niej udział i sprawia mu ona wiele radości. Podczas terapii nie uczy się dziecko konkretnych umiejętności lecz wzmacnia procesy nerwowe leżące u podstaw tych umiejętności , a one pojawiają się w sposób naturalny jako konsekwencja poprawy funkcjonowania ośrodkowego układu nerwowego. Terapeuta stawia przed dzieckiem takie wymagania by było ono w stanie odpowiadać na nie coraz bardziej złożonymi reakcjami adaptacyjnymi.
Terapia SI nie jest wyuczonym, stale powtarzającym się schematem ćwiczeń, ale sztuką ciągłej analizy zachowania dziecka, permanentnego doboru i modyfikacji stosowanych dla niego zadań. Odbywa się ona w dużej sali, wyposażonej w specjalistyczne przyrządy. Sprzęt ten przeznaczony jest do stymulacji systemu przedsionkowego, proprioceptywnego i dotykowego, ale również wzrokowego, słuchowego i węchowego. Atmosfera podczas terapii sprzyja rozwojowi wewnętrznej potrzeby eksplorowania środowiska. Dziecko czując, że odnosi sukcesy w coraz bardziej skomplikowanych zadaniach, podnosi swoją samoocenę i chętnie uczestniczy w zajęciach. Często zaczyna lepiej odbierać otaczający je świat. Takie doświadczenia w kierowaniu swoim zachowaniem zaczyna przenosić również na inne sytuacje życiowe już poza salą terapeutyczną, co zauważają rodzice i nauczyciele. Zmienia się obraz dziecka i jego funkcjonowanie w środowisku. Ważne jest, aby mieć świadomość, że z problemów z zakresu integracji sensorycznej dzieci nie wyrosną.