Hệ thống limbic là một tập hợp các cấu trúc liên kết trong não bộ, đóng vai trò trung tâm trong cảm xúc, động lực và trí nhớ. Nó bao gồm hạch hạnh nhân, hồi hải mã, vùng dưới đồi và một số vùng vỏ não và dưới vỏ não có liên quan.

Hạch hạnh nhân đánh giá ý nghĩa cảm xúc của các kích thích, đặc biệt là những kích thích liên quan đến nỗi sợ hãi và sự hung hăng, và giúp hình thành ký ức cảm xúc. Vùng hải mã rất cần thiết cho việc hình thành ký ức tường thuật mới và định hướng không gian. Vùng dưới đồi liên kết các trạng thái cảm xúc và động lực với các phản ứng sinh lý và hệ thống nội tiết. Vỏ não vành đai và các vùng khác góp phần vào trải nghiệm chủ quan về cảm xúc và điều chỉnh hành vi cảm xúc.

Khái niệm về một hệ thống limbic thống nhất đã được hoàn thiện theo thời gian; các cấu trúc này liên kết chặt chẽ với phần còn lại của não bộ và tham gia vào nhiều chức năng ngoài cảm xúc. Tuy nhiên, cách phân nhóm này vẫn hữu ích để mô tả mạch thần kinh tạo nên trọng lượng cảm xúc cho các sự kiện và cho phép kinh nghiệm trong quá khứ định hướng cảm xúc và hành động hiện tại.

Khi một ký ức mang theo cảm xúc hoặc một tác nhân kích thích gây ra phản ứng động lực nhanh chóng, hệ thống limbic sẽ tham gia sâu sắc vào quá trình này.