Układ limbiczny, nazwany od łacińskiego słowa limbus oznaczającego krawędź, jest najbardziej wewnętrzną częścią mózgu, owiniętą wokół komór rdzeniowych. Jest wypełniony płynem mózgowo-rdzeniowym i różnymi grudkami istoty białej, która nie odgrywa dużej roli w poznaniu.
System ten nazywany jest „starym systemem ssaków” lub „mózgiem ssaków”, w popularnym modelu mózgu trójjedynym, który dzieli mózg na trzy części w zależności od ich lokalizacji i funkcji. Pozostałe części to mózg gada lub pień mózgu oraz kora mózgowa lub kora nowa. Odpowiadają one odpowiednio za „niższe” i „wyższe” zachowanie.
Nie ma powszechnie uzgodnionej listy struktur, które składają się na układ limbiczny. Obszary mózgu to: kora limbiczna (złożona z zakrętu obręczy i zakrętu przyhipokampowego), hipokamp (złożony z zakrętu zębatego, hipokampa i kompleksu podwzgórzowego), ciało migdałowate, obszar przegrody i podwzgórze. Są one ogólnie odpowiedzialne za kontrolowanie emocji. Ponadto w układzie limbicznym znajdują się: zakręt cudzołożny, korpus sutka, nabłonek, jądro półleżące (słynne „ośrodek przyjemności” mózgu), przedni zakręt obręczy i wzgórze. Każdy z nich odgrywa ważną rolę w sprawnym funkcjonowaniu mózgu. Analogiczne struktury można znaleźć u prawie wszystkich ssaków, takich jak psy, koty i myszy, ale nie u gadów, które posiadają tylko pień mózgu.
Układ limbiczny jest domem emocji, motywacji, regulacji wspomnień, interfejsem między stanami emocjonalnymi a wspomnieniami bodźców fizycznych, fizjologicznymi regulatorami autonomicznymi, hormonami, reakcjami „walcz lub uciekaj”, podnieceniem seksualnym, rytmami okołodobowymi i niektórymi systemami decyzyjnymi . To jest to, co zostaje „oszukane”, gdy ludzie uzależniają się od twardych narkotyków. Ponieważ uzależnienie występuje w „niższej”, „przedświadomej” części mózgu, nie możemy racjonalnie rozważać jego skutków, a zatem powrót do zdrowia i unikanie nawrotów może być trudne. Szczury, którym podano przełączniki podłączone do elektrod, które elektrycznie stymulują ich jądro półleżące, będą nadal naciskać przełącznik, wykluczając wszystko inne, w tym jedzenie lub seks.
Na szczycie układu limbicznego znajduje się kora mózgowa, „mózg myślący”. Wzgórze działa jako łącznik między nimi. Kora ewoluowała w zależności od układu limbicznego, który był przed nią obecny. Każda korzystna adaptacja w korze nowej musiała „grać ładnie” i skutecznie współdziałać, aby uzasadnić swoją własną retencję poprzez poprawę ogólnej sprawności organizmu. Szyszynka, słynna część układu limbicznego zlokalizowana w nabłonku, jest rzadkim przykładem szczątkowego narządu mózgowego, który był znacznie większy i zróżnicowany we wcześniejszej części naszej historii ewolucyjnej.