Nepakankamai išsivysčiusių arba pažeistų psichinių funkcijų pakeitimas kitomis, normaliai veikiančiomis arba iš dalies pažeistų funkcijų pertvarkymas. Kompensuoti gali nervinės struktūros, kurios anksčiau tų funkcijų neatlikdavo. Struktūros funkciškai susijungia ir atlieka bendrą uždavinį. Pasak rusų fiziologo P. Anochino, naujos funkcinės sistemos susidaro dėl to, kad žmogus ar gyvūnas grįžtamosios aferentacijos būdu gali įvertinti, ar įveikė defektą. Yra du kompensacijos tipai: sistemos vidinė kompensacija (į veiklą įtraukiami pažeistų struktūrų išlikę elementai) ir tarpsisteminė kompensacija (pertvarkoma visa funkcinė sistema, į veiklą įtraukiami kitų nervinių struktūrų elementai). Žmogui būdingi abu tipai. Kompensacija labai svarbi, kai reikia pašalinti įgimtus arba anksti atsiradusius vystymosi defektus. Pavyzdžiui, vaiko, kuris gimė aklas, regos analizatoriaus kompensacija yra išugdytas lytėjimas, lytėjimo sugebėjimų mokoma specialiai (t. y. ugdoma judesių ir odos kinestezinių analizatorių kompleksinė veikla).