Metoda terapii integracji sensorycznej kierowana jest w pierwszej kolejności do dzieci z trudnościami w uczeniu się. Ponadto może być  wykorzystywana w pracy z dziećmi:

• o prawidłowym rozwoju intelektualnym z trudnościami w nauce szkolnej, oraz w nauce szeroko pojętej, w tym m.in.:
  • z nadruchliwością z deficytem uwagi,
  • z grupy ryzyka dysleksji,
• upośledzonymi umysłowo,
• z zespołem Downa,
• autystycznymi,
• niedowidzącymi,
• z mózgowym porażeniem dziecięcym,
• z zaburzeniami werbalno-słuchowymi,
• z niemowlętami z grupy ryzyka.

Terapia integracji sensorycznej może być prowadzona po wcześniejszych kompleksowych badaniach diagnostycznych przeprowadzonych przez kwalifikowanych terapeutów.

Terapia i teoria integracji sensorycznej może być wykorzystywana  również w działalności profilaktycznej. Stymulując prawidłowy rozwój dzieci już od wieku niemowlęcego, szczególnie w przypadku tzw. grupy ryzyka okołoporodowego, zapobiegamy późniejszym nieprawidłowościom rozwojowym.

Celem postępowania terapeutycznego w integracji sensorycznej jest poprawienie jakości przesyłania i organizacji informacji sensorycznej, co stanowi podstawę do wytworzenia odpowiedniej reakcji adaptacyjnej. Według Ayers głównym zadaniem tej terapii jest dostarczenie kontrolowanej ilości bodźców  sensorycznych, a w szczególności:

• przedsionkowych
• proprioceptywnych
• dotykowych

w taki sposób, aby dziecko  spontanicznie formułowało reakcje adaptacyjne poprawiające integracje tych bodźców.

Terapia integracji sensorycznej ma postać „naukowej zabawy”, w której dziecko chętnie uczestniczy i ma przekonanie, że kreuje zajęcia wspólnie z terapeutą. Ćwiczenia muszą być dostosowane do poziomu rozwojowego dziecka jednak nie mogą być ani zbyt łatwe ani zbyt trudne. Tylko takie ciągłe balansowanie na granicy możliwości dziecka ma szansę poprawić funkcjonowanie procesów integracji sensorycznej w obrębie ośrodkowego układu nerwowego i wpłynąć na zmianę zachowania w sferze motorycznej i emocjonalnej, poprawić funkcje językowe i poznawcze.  Podczas terapii  nie uczy się dzieci konkretnych umiejętności lecz poprawiając integrację sensoryczną wzmacnia procesy nerwowe leżące u podstaw tych umiejętności. Z kolei pożądane reakcje adaptacyjne pojawiają się w sposób naturalny jako konsekwencja poprawy funkcjonowania ośrodkowego układu nerwowego. Terapeuta nie tyle kieruje zachowaniem dziecka ile kreuje takie wymagania by dziecko było w stanie odpowiadać na nie coraz bardziej złożonymi reakcjami adaptacyjnymi.

Dzięki starannie dobranym, celowym i sprawiającym przyjemność czynnościom w ramach terapii dziecko może poprawić:

• funkcjonowanie emocjonalne
• uwagę i koncentrację
• zdolności wzrokowe i słuchowe
• sprawność w zakresie dużej i małej motoryki
• samoświadomość i samoocenę.

Podczas terapii integracji sensorycznej relacje zachodzące między procesami sensorycznymi i zachowaniem ruchowym kształtują i poprawiają połączenia synaptyczne w ośrodkowym układzie nerwowym. Prawidłowa organizacja synaptyczna ośrodkowego układu nerwowego determinuje właściwe programowanie i przetwarzanie informacji sensorycznych  w następnych relacjach jednostki z otoczeniem. Terapia integracji sensorycznej nie jest   wyuczonym stale powtarzanym schematem ćwiczeń, ale jak niektórzy piszą sztuką ciągłej analizy zachowania dziecka i permanentnego doboru i modyfikacji stosowanych zadań.

Pod kątem neurofizjologii terapia integracji sensorycznej ma na celu pobudzenie tworu siatkowatego, a poprzez niego wyższych pięter ośrodkowego układu nerwowego. Twór siatkowaty utrzymuje mięśnie w gotowości poprzez nadanie im odpowiedniego tonusu czyli napięcia. Ważnym typem bodźców przechodzących przez twór siatkowaty są bodźce przedsionkowe, płynące z siły grawitacji i zmiany położenia naszego ciała (głowy) względem ziemi. Podobnie wykorzystuje się pobudzanie bardziej pierwotnych struktur ośrodkowego układu nerwowego (układ przedsionkowy, układ proprioceptywny) dla wzmocnienia integracji procesów sensorycznych warunkujących prawidłowe reakcje adaptacyjne.

Zajęcia terapii integracji sensorycznej zwykle odbywają się w sali gimnastycznej lub dużym pomieszczeniu specjalnie do tego przystosowanym i wyposażonym w odpowiednie przyrządy. Wyposażenie sali terapeutycznej musi przede wszystkim obejmować wiele urządzeń do stymulacji systemu przedsionkowego, proprioceptywnego i dotykowego  ale również wzrokowego, słuchowego i węchowego. Należy jednak pamiętać, że każde dziecko wymaga indywidualnego doboru ćwiczeń, które odpowiadają jego potrzebom określonym w trakcie diagnozy integracji sensorycznej. Ponadto terapia integracji sensorycznej jest modyfikowana zgodnie z jej wynikami i rozwojem dziecka.