顳葉位於大腦兩側的側裂下方。其最顯著的功能是聽覺處理：初級聽覺皮質位於顳上回，並透過丘腦接收來自耳朵的輸入。顳葉損傷可導致皮質性耳聾或聲音辨識障礙。

顳葉也包含對記憶至關重要的結構。海馬體及其周圍的內側顳葉皮質對於形成新的陳述性記憶至關重要。雙側顳葉損傷會導致嚴重的順行性遺忘症，而長期記憶和程序性技能則相對完好無損。

其他區域則支援語言理解（左半球的韋尼克區）、物體和臉孔識別，以及語音中情感語調的處理。因此，顳葉整合了感覺、記憶和語言功能，而這些功能的具體機制仍持續被詳細研究。

• 初級聽覺皮質
• 內側顳葉記憶系統
• 語言理解區域
• 視覺物件和臉部處理

起源於顳葉的癲癇發作可以產生複雜的體驗現象，包括生動的、類似記憶的幻覺。