Pierwszym założeniem jest tzw. plastyczność neuronalna – innymi słowy jest to zdolność mózgu do zmian i modyfikacji, która u dzieci jest wyraźnie większa niż u osób dorosłych. Ma to bardzo duże znaczenie dla terapii integracji sensorycznej, gdyż zakłada możliwość dokonywania zmian w obrębie układu nerwowego poprzez kontrolowany dopływ bodźców sensorycznych.
Kolejnym założeniem jest sekwencyjny rozwój procesów integracji sensorycznej. Czyli teoria, mówiąca o tym, że bardziej złożone zachowania wykształcają się na podstawie wcześniej wyuczonych podstawowych zachowań.
Kolejne założenie mówi, że mózg stanowi integralną całość, że wyższe struktury mózgu ewaluują z niższych, i istnieje zależności między ośrodkami podkorowymi i korowymi. To założenie nazywane jest integralnością systemu nerwowego.
Na rozwój integracji sensorycznej wpływają tzw. reakcje adaptacyjne, czyli właściwe reakcje organizmu na bodźce ze środowiska zewnętrznego. Procesy integracji sensorycznej przyczyniają się do pojawienia się nowych, coraz bardziej złożonych reakcji na zasadzie sprzężenia zwrotnego.
Ostatnie założenie mówi o tym, że każde dziecko dąży do rozwoju. Naturalnym jest więc dążenie dziecka dostarczania nowych bodźców ze środowiska.