Bij synesthesie veroorzaakt de activatie van één zintuig, bijvoorbeeld het gehoor, de activatie van een ander zintuig dat er verder geen relatie mee heeft, zoals het gezicht. Mensen met synesthesie ervaren daardoor meer sensaties dan mensen zonder deze eigenschap. Sommige mensen hebben auditief-visuele synesthesie: ze zien kleuren wanneer ze geluiden horen. Anderen zien kleuren wanneer ze over letters of cijfers lezen, horen of nadenken. Dit staat bekend als grafeem-kleursynesthesie. Een ander voorbeeld is spiegel-aanrakingsynesthesie, waarbij iemand sensaties aan het eigen lichaam voelt wanneer hij ziet dat iemand anders wordt aangeraakt. Mensen met synesthesie hebben er geen controle over hoe hun zintuigen interfereren. Het is nog onbekend wat synesthesie veroorzaakt.