Bản đồ nhận thức là một hình ảnh tinh thần về bố cục của môi trường. Nó cho phép sinh vật định hướng, đi đường tắt và lập kế hoạch lộ trình ngay cả khi điểm đến hiện tại không thể nhìn thấy.

Edward Tolman đã đưa ra khái niệm này sau khi quan sát thấy những con chuột trong mê cung dường như học được cấu trúc không gian tổng thể hơn là một chuỗi các ngã rẽ cố định. Khi một con đường quen thuộc bị chặn, các con vật thường chọn một con đường thay thế phù hợp, cho thấy chúng sở hữu một thứ gì đó giống như bản đồ. Ở con người, bản đồ nhận thức hỗ trợ việc định hướng trong các tòa nhà, thành phố và môi trường ảo. Chúng được xây dựng từ nhiều nguồn khác nhau—khám phá trực tiếp, các điểm mốc, bố cục hình học và thông tin mang tính biểu tượng như tên đường phố hoặc bản đồ.

Vùng hồi hải mã đóng vai trò quan trọng trong việc lập bản đồ nhận thức ở động vật có vú. Các tế bào định vị sẽ hoạt động khi động vật ở những vị trí cụ thể; các tế bào khác mã hóa hướng đầu và ranh giới của không gian. Tổn thương hệ thống này gây ra tình trạng mất phương hướng nghiêm trọng. Sự khác biệt giữa các cá thể về chất lượng bản đồ nhận thức là rất lớn và có mối tương quan với kỹ năng định hướng trong thế giới thực.

Bản đồ nhận thức không phải là một bức tranh trong đầu. Nó là một mô hình không gian linh hoạt có thể được tham khảo, cập nhật và sử dụng để tạo ra những con đường mới.