O sistema límbico é um conjunto de estruturas interligadas no cérebro que desempenham um papel central na emoção, motivação e memória. Inclui a amígdala, o hipocampo, o hipotálamo e diversas áreas corticais e subcorticais relacionadas.

A amígdala avalia o significado emocional dos estímulos, especialmente os relacionados com o medo e a agressão, e auxilia na formação de memórias emocionais. O hipocampo é essencial para a formação de novas memórias declarativas e para a navegação espacial. O hipotálamo liga os estados emocionais e motivacionais às respostas fisiológicas e ao sistema endócrino. O córtex cingulado e outras regiões contribuem para a experiência subjetiva da emoção e para a regulação do comportamento emocional.

O conceito de um sistema límbico unificado foi sendo refinado ao longo do tempo; as estruturas estão fortemente interligadas com o resto do cérebro e participam em muitas funções para além da emoção. Ainda assim, esta classificação continua a ser útil para descrever os circuitos que conferem peso emocional aos acontecimentos e que permitem que as experiências passadas orientem os sentimentos e as ações presentes.

Quando uma memória transporta uma carga emocional ou um estímulo desencadeia uma resposta motivacional rápida, o sistema límbico está profundamente envolvido.