Mapa poznawcza to mentalna reprezentacja układu otoczenia. Pozwala organizmowi nawigować, korzystać ze skrótów i planować trasy, nawet gdy cel podróży nie jest w danej chwili widoczny.

Edward Tolman wprowadził tę koncepcję po zaobserwowaniu, że szczury w labiryncie zdawały się uczyć ogólnej struktury przestrzennej, a nie ustalonej sekwencji zakrętów. Gdy znana ścieżka była zablokowana, zwierzęta często wybierały odpowiednią alternatywę, co sugerowało posiadanie czegoś w rodzaju mapy. U ludzi mapy poznawcze wspomagają orientację w budynkach, miastach i środowiskach wirtualnych. Są one tworzone z wielu źródeł – bezpośredniej eksploracji, punktów orientacyjnych, układu geometrycznego i informacji symbolicznych, takich jak nazwy ulic czy mapy.

Hipokamp jest kluczowy dla mapowania poznawczego u ssaków. Komórki miejsca aktywują się, gdy zwierzę znajduje się w określonych miejscach; inne komórki kodują kierunek głowy i granice przestrzeni. Uszkodzenie tego układu powoduje poważną dezorientację. Indywidualne różnice w jakości map poznawczych są znaczne i korelują z umiejętnościami nawigacyjnymi w świecie rzeczywistym.

Mapa poznawcza to nie obraz w głowie. To elastyczny model przestrzenny, który można przeglądać, aktualizować i wykorzystywać do generowania nowych ścieżek.