Sistemul limbic joacă un rol important în emoție și formarea amintirilor. Mai multe structuri cuprind sistemul limbic, inclusiv hipocampul, hipotalamusul și amigdala.
Hipocampul joacă un rol vital în transformarea memoriei pe termen scurt în amintiri de durată, pe termen lung. Fără un hipocampus funcțional, reținerea normală a memoriei nu este posibilă. Două mase neuronale din apropiere numite amigdale sunt responsabile de comportamente legate de agresiune, teamă și stimuli sexuali. Hipotalamusul afectează o mare varietate de condiții, cum ar fi foamea, setea, durerea și plăcerea. De asemenea, joacă un rol în reglarea tensiunii arteriale, a pulsului și a respirației. În general, hipotalamusul este una dintre cele mai importante părți ale creierului în controlul homeostaziei sau capacitatea organismului de a menține funcționarea normală.Alte zone din apropierea sistemului limbic afectează și sunt afectate de acesta. Cortexul prefrontal, o parte a lobului frontal, este deosebit de important în luarea deciziilor și controlul impulsurilor și este una din ultimele zone ale creierului care se dezvoltă pe deplin. Ganglionii bazali joacă un rol în atenția și comportamentele repetitive. Girul cingulat, parte a cerebelului, ajută la memoria asociativă, mai ales că se referă la emoție. Suprafața tegmentală ventrală și căile sale de dopamină sunt strâns legate de experiența plăcerii.
