Bộ nhớ của não người bao gồm ba quá trình cơ bản: mã hóa, lưu trữ và truy xuất. Các ký ức được lưu trữ trong vùng hải mã, nơi các tế bào thần kinh trong não kết nối với các vỏ não khác nhau chịu trách nhiệm cho các quá trình khác nhau. Ví dụ, các tế bào thần kinh đi từ hồi hải mã đến vỏ não thị giác để tìm ký ức bằng mắt và đến vỏ não thính giác để tìm ký ức liên quan đến âm thanh.
Bộ não con người chứa hơn 100 tỷ tế bào thần kinh, là cấu trúc não truyền thông điệp. Các tế bào thần kinh tạo ra hơn 1 nghìn tỷ kết nối trong não, và kết hợp với nhau để giúp tăng khả năng lưu trữ và truy xuất lưu trữ của não. Các nhà khoa học tin rằng não người có khả năng ghi nhớ tương đương 2,5 petabyte.
Mã hóa xảy ra khi các tế bào thần kinh tạo kết nối từ hồi hải mã đến các phần khác của não. Bộ nhớ được lưu trữ để truy xuất lâu dài khi con người thực hiện các kết nối tương tự với các trải nghiệm khác. Ví dụ, một người nếm một loại táo mới có thể liên hệ trải nghiệm này với việc nếm một quả táo trong quá khứ. Việc truy xuất xảy ra khi một khái niệm, chẳng hạn như "đỏ" hoặc "táo," kích hoạt ký ức về một quả táo trong quá khứ. Mỗi lần nhớ lại một ký ức, nó ngày càng được củng cố. Khi các tế bào thần kinh giống nhau hoạt động liên tục, chúng sẽ trở thành một phần của ký ức dài hạn dễ ghi nhớ hơn.
