L'integrazione sensitivo-motoria è la modalità con cui il cervello integra le informazioni ricevute dai neuroni sensoriali (o propriocettivi) dal corpo, comprese tutte le informazioni visive. In sostanza le informazioni che arrivano dalla periferia portano i dettagli dei movimenti durante la loro stessa esecuzione permettendo così al cervelletto di controllare il tono muscolare nel corso dell'esecuzione del movimento, adattando lo stato di contrazione muscolare alle variazioni di carico o delle richieste fisiologiche sia per ampiezza, sia per efficacia, traiettoria e durata del movimento. Avviene inoltre una integrazione con le informazioni provenienti dalla retina che a livello del sistema nervoso sono tradotte in informazioni spaziali. L'integrazione sensitivo-motoria è pertanto fondamentale per l'esecuzione di qualsiasi compito motorio e si svolge nella corteccia post-parietale. Dopo che le informazioni visive sono state tradotte in indicazioni spaziali, il cervelletto ha il compito di eleborare tutti questi dati per eseguire il compito motorio. È evidente che se vi sono danni ad uno o più dei percorsi nervosi che collegano tutte queste aeree cerebrali, può verificarsi dismetria.