Paivio entwickelte die Theorie der dualen Kodierung aus Experimenten, die zeigten, dass konkrete, leicht vorstellbare Wörter besser erinnert werden als abstrakte, und Bilder oft besser als Wörter. Die Theorie besagt, dass verbale und nonverbale Codes funktional unabhängig, aber miteinander verbunden sind, sodass ein Konzept, das als Wort und als Bild gespeichert ist, über beide Kanäle abgerufen werden kann. Die Übersichtsarbeit von Clark und Paivio bezieht diese Mechanismen auf Bildungsphänomene, von Konkretheitseffekten bis zum Wert von Illustrationen.
Duale Kodierung wird häufig mit Lernstilen verwechselt, doch die Behauptungen sind entgegengesetzt. Die Lernstil-These schlägt vor, die Darbietung an einen Lerntyp anzupassen, eine Behauptung, die in Tests wiederholt gescheitert ist; die duale Kodierung schlägt vor, dass die Kombination verbaler und visueller Codes den meisten Lernenden hilft, weil die beiden Systeme einander ergänzen und keine Alternativen sind.
In der Praxis bedeutet duale Kodierung, die eigenen Notizen mit sichtbarer Struktur zu verbinden: eine schnelle Skizze eines Arguments, ein Zeitstrahl, eine Zeichnung neben einer markierten Passage. Das Visuelle selbst zu erzeugen ist der Kern der Sache, denn Text in ein Bild zu übersetzen erfordert die Entscheidung, was die Bestandteile sind und wie sie zusammenhängen.