A kognitív térkép a környezet elrendezésének mentális reprezentációja. Lehetővé teszi egy élőlény számára a navigációt, a rövidítések használatát és az útvonalak tervezését akkor is, ha a célállomás jelenleg nem látható.

Edward Tolman vezette be a koncepciót, miután megfigyelte, hogy a labirintusban lévő patkányok látszólag az általános térbeli struktúrát tanulják meg, nem pedig egy rögzített fordulósorozatot. Amikor egy ismerős út eltorlaszolódott, az állatok gyakran egy megfelelő alternatívát választottak, ami arra utal, hogy valami térképhez hasonló dologgal rendelkeznek. Az embereknél a kognitív térképek támogatják az útbaigazítást épületekben, városokban és virtuális környezetekben. Több forrásból épülnek fel – közvetlen felfedezésből, tereptárgyakból, geometriai elrendezésből és szimbolikus információkból, például utcanevekből vagy térképekből.

A hippocampus kritikus fontosságú az emlősök kognitív térképezésében. A helymeghatározó sejtek akkor aktiválódnak, amikor az állat egy adott helyen tartózkodik; más sejtek a fej irányát és a tér határait kódolják. Ennek a rendszernek a károsodása súlyos dezorientációt okoz. A kognitív térképek minőségében nagyok az egyéni különbségek, és korrelálnak a valós világbeli navigációs képességekkel.

A kognitív térkép nem egy fejben lévő kép. Egy rugalmas térbeli modell, amely konzultálható, frissíthető és felhasználható új útvonalak létrehozására.