Terapia integracji sensorycznej określana jest mianem „naukowej zabawy”. Podczas sesji dziecko huśta się w hamaku, toczy w beczce, jeździ na deskorolce czy balansuje na kołysce. Przez zabawę przyjemną i interesującą dla dziecka dokonuje się integracja bodźców zmysłowych oraz doświadczeń płynących do ośrodkowego układu nerwowego, co pozwala na lepszą organizację działań.
Terapia SI nie jest uczeniem konkretnych umiejętności (np. jazda na rowerze, pisanie, czytanie), ale usprawnianiem pracy systemów sensorycznych i procesów układu nerwowego, które są bazą do rozwoju tych umiejętności. W toku pracy tą metodą terapeuta stymuluje zmysły dziecka oraz usprawnia takie zakresy, jak np.: motoryka mała, motoryka duża, koordynacja wzrokowo-ruchowa. Zadaniem terapeuty jest, przy zastosowaniu odpowiednich technik, eliminowanie, wyhamowywanie lub ograniczenie niepożądanych bodźców obecnych przy nadwrażliwościach sensorycznych lub dostarczanie silnych bodźców, co jest konieczne przy podwrażliwościach systemów sensorycznych.
Integracja sensoryczna nie jest substytutem rzeczywistej edukacji, może natomiast poprawić uczenie się i sprawić, że będzie ono łatwiejsze.
Terapia odbywa się w sali specjalnie do tego przystosowanej i wyposażonej w odpowiednie przyrządy. Wyposażenie musi przede wszystkim obejmować wiele urządzeń do stymulacji systemu przedsionkowego, proprioceptywnego i dotykowego, ale również wzrokowego, słuchowego i węchowego. Atmosfera podczas terapii sprzyja rozwojowi wewnętrznej potrzeby ujarzmiania środowiska.
Metoda integracji sensorycznej to jedna z ważniejszych metod wykorzystywanych w pracy z dziećmi z problemami w rozwoju. W pierwszej kolejności kierowana jest do dzieci z trudnościami w uczeniu się, ale z powodzeniem można stosować ją w przypadku niepełnosprawności intelektualnej, ruchowej, autyzmu i innych zaburzeń. Może być także wykorzystana jako forma profilaktyki ewentualnych trudności w uczeniu się oraz stymulacja rozwoju dzieci prawidłowo rozwijających się.