多くの論文において利用される定義によれば、サブリミナル効果とは閾値以下の刺激によって生体に何らかの影響があることである。十分に知覚できる長さの刺激によって引き起こされる効果は、スプラリミナル知覚の影響と考えるのが一般的である。
一方で、閾上の刺激でもサブリミナルを考えることができ、"注意が向いておらず「見えた」という自覚がなければよし"という定義も可能だと主張する研究者もいる[1]。そのような議論の中では、埋込み広告の中にあるパッと見て理解できるメッセージ以外もサブリミナルだとされる。
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外界から入力された視覚的情報は、諸々の神経伝導路を経て大脳皮質の視覚野で知覚される。この伝導にかかる時間はおよそ0.1秒である。また大脳皮質の視覚野の時間的な二点弁別能もおよそ0.1秒であり、それより短い時間で完結した現象は不正確にしか認識することができないとされる。一方、サブリミナル効果を与える時間はおよそ0.03秒である。0.1秒よりも短い0.03秒では大脳皮質視覚野が感知することのできる閾値を下回っており、サブリミナル効果をその意図した通りに認識することは原理上不可能であると考えられている。
しかし、視覚野に障害のある皮質盲の患者の一部では、患者の前に何かのものが入ったガラスケースと何も入っていないガラスケースを置きどちらにものが入っているかを答えさせると高率に正解するという実験結果や、「4以下ならAボタンを、5以上ならBボタンを押せ」というタスクを課したとき、「6」を0.03秒見せた後に「2」を0.1秒見せたときのAボタンの反応よりも、「6」を0.03秒見せた後に「9」を0.1秒見せたときのBボタンの反応が有意に早いという実験結果などから、視覚野に到達する伝導路よりも素早く伝わる他の知覚野の存在が示唆される（しかしそれは現在まで発見されていない）。従って、もしこれが証明されればサブリミナル効果は存在すると言える。