Peta kognitif adalah representasi mental dari tata letak suatu lingkungan. Peta ini memungkinkan suatu organisme untuk bernavigasi, mengambil jalan pintas, dan merencanakan rute bahkan ketika tujuan belum terlihat saat ini.

Edward Tolman memperkenalkan konsep ini setelah mengamati bahwa tikus di dalam labirin tampaknya mempelajari struktur spasial secara keseluruhan daripada urutan belokan yang tetap. Ketika jalur yang familiar terhalang, hewan-hewan tersebut sering memilih alternatif yang sesuai, menunjukkan bahwa mereka memiliki sesuatu seperti peta. Pada manusia, peta kognitif mendukung navigasi di gedung, kota, dan lingkungan virtual. Peta ini dibangun dari berbagai sumber—eksplorasi langsung, penanda lokasi, tata letak geometris, dan informasi simbolis seperti nama jalan atau peta.

Hipokampus sangat penting untuk pemetaan kognitif pada mamalia. Sel tempat (place cells) aktif ketika hewan berada di lokasi tertentu; sel-sel lain mengkodekan arah kepala dan batas-batas ruang. Kerusakan pada sistem ini menyebabkan disorientasi yang parah. Perbedaan individu dalam kualitas peta kognitif sangat besar dan berkorelasi dengan keterampilan navigasi di dunia nyata.

Peta kognitif bukanlah gambar di dalam kepala. Ini adalah model spasial fleksibel yang dapat dikonsultasikan, diperbarui, dan digunakan untuk menghasilkan jalur baru.