模板识别理论是指外部刺激通过与人内部心理形象进行拼配而被识别。理论认为：人的长时记忆中存在很多由过去生活经验形成的有关客观事物刺激模式的模板；内在模板与客观事物的刺激模式存在一一对应关系；当外部刺激通过感觉分析、编码等进入记忆系统时，只有其与以后的模板进行匹配后，才能别识别，从而做出确认与决策。

    模板识别理论可以在一定成程度上解释人在知觉过程中是如何进行模式识别的，反映出外部真实的事物要跟长时记忆中的某个存储拼配后才能获得识别。同时，这种理论在实现具有人工智能的及其模式识别中得到了实际运用。但是，模板识别理论在解释人的模式识别方面仍然有许多不足之处。一方面，理论认为，只有外部事物与内部表征达到百分之百的匹配（角度等不能偏离）后才能获得识别，这就要求人们储存有足够多的模板，才能对相应的刺激模式实现识别，这样造成的记忆负担非常大。而实际上，我们可以将不同形态的同一事物进行准确的识别，与这个理论有冲突，这也是这个理论的局限。另一方面，这种理论对模式识别的解释也比较刻板和生硬。缺乏人们在实际知觉中对模式识别的灵活性和变通性。

    特征分析理论是较基础的模式识别，它在模式知觉之前，将复杂的输入刺激首先根据自身的简单特征得到识别。理论认为：每一种刺激模式都能被分解成一些基本的特征，而同一类别模式的刺激物都具有共同的基本特征；人之前的记忆都是以其所具有的各种基本的特征储存在记忆系统中的；在进行模式识别的过程中，首先对刺激信息的特征加以分析，抽取有关的特征并确定这些特征之间的关系，然后再与长时记忆系统中已储存的各种相应的特征比较，一旦获得二者特征之间的最佳匹配，该刺激模式就得到准确的识别了。

    特征分析理论是信息分析的一个阶段，先于更高水平的模式识别而发生。它将刺激分解成为具有简单特征的复杂机制，得到了神经学的支持，在机器的模式识别中得到较为广泛的应用。特征分析说在解释模式识别的过程中具有层次分明、灵活性高、变通性强等优点。但这个理论也是一个典型的由局部加工到整体加工的模型，无法说明人在识别模式中的主动性和能动性。

    原型匹配理论指人的长时记忆中存在某种抽象的模式作为原型，它包含同一模式中的许多相似的形状，通过匹配获得识别。这种原型不是一一对应的模板，也不是多个单一的特征，而是具有一系列特征的一组刺激的抽象的内部表征。它的形成有趋中和特征频率两种。在原型匹配中不管在同一类别中的各种不同事物有着大小、形状或颜色的差别，都能够与它们的一种原型相匹配而被识别。

    原型匹配理论是一个比较完整和系统的模式识别理论模型，能较充分地表示原型的特点和加工方式，特别是说明了原型在概念范畴的各个水平上对刺激模式的信息处理。目前原型说的研究不仅用于解释知觉的过程，还涉及到概念结构中有关只是范畴的表征等问题。但是这个理论模型中之强调了自下而上的加工，而缺少自上而下的加工，这是一个明显的不足之处。同时，将原型误认容易带来伪记忆。

    综上所述，三种理论所存在的差异主要表现在三个方面：对人长时记忆中存在的模型的解释，刺激与模式匹配的方式，理论的应用领域。首先，在对人长时记忆中存在的模型解释方面，模板识别理论认为模型是一个个完整意义的模板，细节详细，特征明显；特征分析理论认为模型是一系列基本的特征，彼此独立又相互联系；原型匹配理论认为模型是一组刺激的抽象无，也是一个典型或最佳的表征。其次，在刺激与模式匹配的方式方面，模板识别理论认为是刺激与模板的一一对应才能获得识别；特征分析理论认为是刺激的基本特征与长时记忆中的基本特征的组合进行对应，获得最佳匹配后才能被识别；原型匹配理论认为是刺激与一组刺激抽象后的原型进行匹配后会被识别。最后，在应用方面，模板识别理论在实现具有人工智能的及其模式识别中得到了实际运用，在计算机程序方面（验证码读取）是有用的；特征分析理论得到了神经学的支持，在机器的模式识别中得到较为广泛的应用。