Hipocampul, numit astfel pentru că forma sa seamănă vag cu cea a unui căluț de mare, este responsabil pentru codificarea amintirilor pe termen lung și pentru navigarea spațială. Este una dintre cele mai vechi părți ale creierului din punct de vedere filogenetic și prima parte a fost aleasă pentru a fi replicată artificial ca proteză cerebrală. Se știe că hipocampul este asociat cu consolidarea amintirilor episodice, care sunt amintiri ale evenimentelor trăite personal și emoțiile asociate acestora. Spre deosebire de amintirile semantice ale faptelor abstracte și asocierilor lor, amintirile episodice pot fi reprezentate ca povești. Deteriorarea hipocampului are ca rezultat incapacitatea de a forma noi amintiri episodice pe termen lung, deși noi amintiri procedurale, cum ar fi secvențele motorii pentru sarcinile de zi cu zi, pot fi încă învățate.
În schizofrenie și anumite tipuri de depresie severă, hipocampul se micșorează. Hipocampul este, de asemenea, cunoscut ca una dintre cele mai bine structurate și studiate părți ale creierului, motiv pentru care a fost ales pentru emularea protetică. Deși algoritmii neuronali exacti nu sunt cunoscuți, aceștia au fost modelați în întregime. Deoarece hipocampul este atât de vechi, a fost optimizat extensiv de evoluție și este practic același pentru toate speciile de mamifere. Acesta este motivul pentru care a fost posibilă proiectarea unei proteze de hipocamp prin studiul exhaustiv al hipocampilor de șobolan suspendați în lichidul cefalorahidian.
Pentru navigare, hipocampul conține „celule de loc” care se activează în funcție de locația percepută a animalului. Se poate face un caz puternic că aceste celule există în hipocamp, deoarece amintirile trebuie folosite pentru a determina locația curentă din variabile mai fundamentale, cum ar fi orientarea și viteza. Activarea acestor celule locului a fost observată la oameni care navighează în orașe cu realitate virtuală. Un hipocamp intact este necesar pentru multe sarcini de navigație spațială. Hipocampul a fost asociat inițial, incorect, cu simțul mirosului, care este de fapt procesat de cortexul olfactiv.