İnsan beyninin hafızası üç temel işlem içerir: kodlama, depolama ve alma. Anılar, beyindeki nöronların farklı işlemlerden sorumlu çeşitli kortekslere bağlandığı hipokampüste depolanır. Örneğin, nöronlar, hipokampustan gözler tarafından görülen anılar için görsel kortekse ve sesle ilgili anılar için işitsel kortekse geçer.
İnsan beyni, mesaj ileten beyin yapıları olan 100 milyardan fazla nöron içerir. Nöronlar beyinde 1 trilyondan fazla bağlantı oluşturur ve beynin depolama kapasitesini ve depolama alımını arttırmaya yardımcı olmak için birleştirir. Bilim adamları, insan beyninin 2,5 petabayta eşdeğer bir hafıza kapasitesine sahip olduğuna inanıyor.
Kodlama, nöronlar hipokampustan beynin diğer kısımlarına bağlantı kurduğunda meydana gelir. İnsanlar diğer deneyimlerle benzer bağlantılar kurduğunda, hafıza uzun süreli alım için saklanır. Örneğin, yeni bir tür elmaya sahip bir kişi, geçmişte bir elmanın tadına bakma deneyimiyle ilgili olabilir. Alma, "kırmızı" veya "elma" gibi bir kavram, bir elmanın hafızasını geçmişten tetiklediğinde gerçekleşir. Bir hafıza her çağrıldığında, daha da güçleniyor. Aynı nöronlar tekrar tekrar ateşlendiğinde, daha kolay hatırlanabilen uzun süreli hafızaların bir parçası olurlar.