Terapia SI odbywa się po przeprowadzeniu diagnozy Integracji Sensorycznej, która ma na celu ocenę przebiegu procesów sensorycznych i wskazanie obszarów i rodzajów zaburzeń. Diagnoza jest podstawą do dalszej terapii. (czytaj: Diagnoza Integracji Sensorycznej)

Terapia ma postać „naukowej zabawy” i polega na właściwym dawkowaniu odpowiednich bodźców sensorycznych, a także dostosowaniu ćwiczeń do wieku dziecka, tak by były w zgodzie z poszczególnymi krytycznymi okresami rozwojowymi. Dziecko staje przed zadaniami, które nie są dla niego ani zbyt łatwe, ani zbyt trudne, czyli stanowią wyzwanie, któremu można sprostać.

Zajęcia odbywają się w specjalnie przystosowanej sali wyposażonej w specjalistyczny sprzęt do terapii. Sama terapia nie jest wyuczonym i stale powtarzanym schematem ćwiczeń, ale „sztuką ciągłej analizy zachowania dziecka i permanentnego doboru i modyfikacji stosowanych zadań”.