Ký ức thị giác

Thùy thái dương giao tiếp với hồi hải mã và đóng một vai trò thiết yếu trong việc hình thành ký ức dài hạn chi tiết được điều chỉnh bởi hạch hạnh nhân.[4]:349

Nhận diện ngôn ngữ

Thùy thái dương nắm giữ vỏ não thính giác chính, thứ quan trọng trong việc xử lý ngữ nghĩa trong cả lời nói lẫn hình ảnh của con người.[cần dẫn nguồn] Khu vực Wernicke, khu vực kéo dài từ thùy thái dương đến thùy đỉnh, đóng một vai trò thiết yếu trong việc hiểu ngôn ngữ.[5]

Ký ức mới

Thùy thái dương ở giữa (gần mặt phẳng đứng dọc) được cho là liên quan đến việc mã hóa ký ức dài hạn tường thuật.[4]:194–199 Thùy thái dương ở giữa bao gồm cả hồi hải mã, bộ phận thiết yếu đối với việc lưu trữ ký ức, do đó thương tổn ở khu vực này có thể dẫn tới làm suy yếu chức năng hình thành ký ức mới, dẫn đến chứng quên thuận chiều (hay quên về sau) tạm thời hoặc vĩnh viễn.[4]:194–199