Sekwencyjne sumowanie pobudzenia odnosi się do procesu, w którym kilka bodźców następujących po sobie w krótkich odstępach czasu powoduje całkowitą reakcję przekraczającą reakcję na każdy indywidualny bodziec. Efekt ten wynika z faktu, że przy stymulacji sekwencyjnej poprzednie pobudzenie nie ma czasu na całkowite zaniknięcie do czasu zadziałania kolejnego bodźca.
W ten sposób sumuje się reakcje na poszczególne bodźce, wzmacniając ogólną reakcję. Zjawisko to odgrywa ważną rolę w integracji bodźców zmysłowych i kształtowaniu się odpowiedniej odpowiedzi układu nerwowego. Sumowanie sekwencyjne leży u podstaw procesów takich jak przetwarzanie sygnałów słuchowych i wizualnych, a także generowanie skurczów mięśni.