Badania nad związkiem płata skroniowego z pamięcią to obszar, który wciąż się rozszerza. Badania wykazują coraz większą liczbę powiązań między tym obszarem mózgu a tworzeniem, zatrzymywaniem i przywoływaniem wspomnień. Hipokamp, znajdujący się w płacie skroniowym, od dawna uważany jest za niezbędny w tworzeniu nowych wspomnień. Uszkodzenie tego obszaru nie uniemożliwia przywoływania starych wspomnień, ale nowe nie powstaną, jeśli hipokamp nie funkcjonuje prawidłowo. Chociaż uważa się, że większość wspomnień nie jest przechowywana w płacie skroniowym, uszkodzenie tego obszaru może zakłócać przywoływanie zarówno werbalnych, jak i niewerbalnych wspomnień.
Płat skroniowy, obecny zarówno na prawej, jak i lewej półkuli, to obszar mózgu, w którym dane sensoryczne są uporządkowane w znaczące informacje. Uważa się, że odgrywa to istotną rolę w tworzeniu wspomnień jawnych lub deklaratywnych, które obejmują zdarzenia, nazwiska, liczby i kontekst je otaczający. Hipokamp przetwarza nowe informacje i przekazuje je do innych obszarów mózgu w celu przechowywania i późniejszego przywołania. Lewy płat skroniowy przetwarza informacje werbalne, podczas gdy prawy jest zaangażowany w informacje niewerbalne, takie jak muzyka czy sztuka.
Badania pacjentów z uszkodzeniem tego obszaru mózgu pomogły naukowcom wskazać połączenia między płatem skroniowym a pamięcią. Pacjenci, którzy doznali uszkodzenia hipokampa i otaczających go części płata skroniowego, zachowują wspomnienia powstałe przed uszkodzeniem. Mogą wyraźnie przywoływać i relacjonować wydarzenia z wczesnego życia, ale nie są w stanie tworzyć nowych wspomnień. Chociaż zwykle mogą nadal wykonywać wiele czynności, takich jak codzienne czynności, gra na instrumencie lub utrzymywanie umiejętności manualnych, nie mogą przypomnieć sobie ostatnich wydarzeń, rozmowy lub nowych informacji.
Korzystając z danych od osób, które doświadczyły udarów, naukowcy odkryli związek między lewym płatem skroniowym a pamięcią w zakresie przypominania imion ludzi, zwierząt i narzędzi. Naukowcy byli przekonani, że te trzy obszary klasyfikacji były szczególnie ważne dla ludzi, którzy ewoluowali. W życiu codziennym imiona ludzi w ich społeczności, zwierzęta, na które polowano lub które stwarzały zagrożenie, oraz narzędzia używane do polowania, gotowania i ulepszania życia były niezbędnymi przedmiotami. Uszkodzenie przedniego lewego płata skroniowego przeszkadza w zapamiętywaniu imion ludzi. Odpowiednie uszkodzenie środkowej części wpływa na przywoływanie zwierząt, a tylna część jest skorelowana z nazwami narzędzi i narzędzi.
Wczesne badania wydawały się sugerować, że płat skroniowy nie był aktywny w formowaniu pamięci niejawnej lub proceduralnej. Jest to rodzaj pamięci używany do takich rzeczy, jak mycie zębów lub wykonywanie innych rutynowych czynności. Są to procedury, które można wykonać bez świadomego przywołania. Późniejsze badania wykazały jednak, że płat skroniowy i pamięć tego typu również mogą być ze sobą powiązane.