Die verlustbehaftete Kompression orientiert sich an der Wahrnehmungsfähigkeit des Betrachters oder des Zuhörers.
So können aufgrund der menschlichen Gehirntätigkeit und der Auflösungsmöglichkeit von Farben, Formen und Tönen bei Grafiken, Audios oder Videos, Informationen verändert oder entfernt werden, ohne dass sich die Wahrnehmung wesentlich ändert und sich der subjektive Eindruck verschlechtert. Daher hat die verlustbehaftete Kompression wesentlich höhere Kompressionsraten als die verlustfreie Kompression.
Bei der Dekompression einer verlustbehafteten Kompressionsdatei kann das exakte Originalbild nicht mehr rekonstruiert werden, da die Datenreduktion nicht auf mathematischen Verfahren basiert, sondern auf Zustandsänderungen, die sich in Eindrücken und Erfahrungen niederschlagen und die in Algorithmen umgesetzt werden. Die Abweichungen des komprimierten Bildes vom Originalbild hängen vom Kompressionsgrad und vom gewählten Kompressionsverfahren ab. Das bekannteste verlustbehaftete Kompressionsverfahren für Bilder, Fotos und Grafiken ist JPEG.