W każdej chwili naszego istnienia mózg otrzymuje niezliczone ilości informacji pochodzące ze zmysłu węchu, smaku, wzroku, słuchu, dotyku, siły grawitacji oraz pozycji ciała. Mózg nieustannie organizuje te informacje gdy się uczymy, odpoczywamy, bawimy. Gdy informacje płyną w prawidłowej organizacji, mózg może je używać do formowania percepcji, zachowania się czy uczenia. Ayers podkreślała, że adekwatna integracja jest podstawą normalnego uczenia się. Jeżeli informacje nie przepływają prawidłowo wówczas mówimy o zaburzeniach integracji sensorycznej.

Ayres uważała, że istnieją czynniki mierzone za pomocą jej narzędzi badawczych tylko u dzieci z dysfunkcjami ośrodkowego układu nerwowego. Wyłonione wyniki zinterpretowała jako reprezentacje dysfunkcji, które łączą się z określonymi zaburzeniami. Według niej dysfunkcje te miały wpływ na  reakcje posturalne, napięcie mięśni, planowanie ruchu, rozwój mowy, zachowanie, emocje i funkcje poznawcze. Przez lata  Ayres sformułowała teoretyczne podstawy procesów integracji sensorycznej, metody diagnozy tych zaburzeń oraz specyficzne techniki terapeutyczne.

Zasługą A. Jean Ayres było także odkrcie ogromnej roli jaką odgrywają najwcześniejsze ontogenetycznie, rozwijające się już w życiu płodowym układy – dotykowy, proprioceptywny i przedsionkowy. To od nich zależy dobra percepcja wzrokowa, słuchowa, kształtowanie się schematu ciała, koordynacji ruchowej, planowania ruchu oraz równowagi emocjonalnej. Końcowe produkty integracji sensorycznej to zdolność do koncentracji uwagi, samokontrola, akceptacja siebie, zdolność do efektywnego uczenia się, a więc wszystko to co jest niezbędne, aby dziecko mogło prawidłowo funkcjonować w szkole, domu, rodzinie i wśród rówieśników.