Limbični sistem, poimenovan po latinski besedi limbus za rob, je najbolj notranji del možganov, ovit okoli osrednjih ventriklov. Napolnjena je z likvorjem in različnimi kepami bele snovi, ki pri spoznavanju nima velike vloge.
Ta sistem se imenuje “stari sistem sesalcev” ali “možgani sesalcev”, v priljubljenem trienem modelu možganov, ki razdeli možgane na tri dele, odvisno od njihove lokacije in funkcij. Drugi deli so reptilski možgani ali možgansko deblo in možganska skorja ali neokorteks. Ti so odgovorni za “nižje” oziroma “višje” vedenje.
Ni splošno sprejetega seznama struktur, ki sestavljajo limbični sistem. Področja možganov so: limbična skorja (sestavljena iz cingularne vijuge in parahipokampalne vijuge), hipokampalna tvorba (sestavljena iz dentatnega girusa, hipokampusa in subikularnega kompleksa), amigdala, septalno področje in hipotalamus. Ti so na splošno odgovorni za nadzor čustev. Poleg tega se v limbičnem sistemu nahajajo vijugasti vijug, mamilarno telo, epitalamus, nucleus accumbens (znani možganski “center užitka”), sprednja cingularna skorja in talamus. Vsaka igra pomembno vlogo pri nemotenem teku stvari v možganih. Podobne strukture lahko najdemo pri skoraj vseh sesalcih, kot so psi, mačke in miši, čeprav ne pri plazilcih, ki imajo samo možgansko deblo.
Limbični sistem je dom čustev, motivacije, regulacije spominov, vmesnika med čustvenimi stanji in spomini na fizične dražljaje, fizioloških avtonomnih regulatorjev, hormonov, odzivov »boj ali beži«, spolnega vzburjenja, cirkadianih ritmov in nekaterih sistemov odločanja. . To je tisto, kar se »prevara«, ko so ljudje zasvojeni s trdimi drogami. Ker se odvisnost pojavlja v “nižjem” “predzavestnem” delu možganov, ne moremo racionalno upoštevati njenih učinkov, zato je lahko okrevanje in izogibanje ponovitvi težavno. Podgane, ki jim dajo stikala, povezana z elektrodami, ki električno stimulirajo njihovo nucleus accumbens, bodo še naprej pritiskale na stikalo brez vsega drugega, vključno s hrano ali spolom.
Na vrhu limbičnega sistema je možganska skorja, “razmišljajoči možgani”. Talamus deluje kot povezava med obema. Skorja se je razvila v odvisnosti od limbičnega sistema, ki je bil prisoten pred njo. Vsaka koristna prilagoditev v neokorteksu je morala biti “prijazna” in učinkovito delovati, da bi upravičila lastno zadrževanje z izboljšanjem splošne kondicije organizma. Epifiza, znan del limbičnega sistema, ki se nahaja v epitalamusu, je redek primer vestigalnega možganskega organa, ki je bil v prejšnjem delu naše evolucijske zgodovine veliko večji in drugačen.