Istraživanja o povezanosti temporalnog režnja i pamćenja područje su koje se nastavlja širiti. Istraživanja otkrivaju sve veći broj veza između ovog područja mozga i formiranja, zadržavanja i prisjećanja sjećanja. Hipokampus, koji se nalazi unutar temporalnog režnja, odavno je prepoznat kao bitan u formiranju novih sjećanja. Oštećenje ovog područja ne sprječava osobu da se prisjeti starih uspomena, ali se nova neće formirati ako hipokampus ne radi ispravno. Iako se vjeruje da većina sjećanja nije pohranjena u temporalnom režnju, oštećenje ovog područja može ometati prizivanje i verbalnih i neverbalnih sjećanja.
Temporalni režanj, prisutan i na desnoj i na lijevoj hemisferi, je regija mozga gdje su senzorni podaci organizirani u smislene informacije. Vjeruje se da ovo igra vitalnu ulogu u formiranju eksplicitnih ili deklarativnih sjećanja, koja uključuju događaje, imena, brojeve i kontekst koji ih okružuje. Hipokampus obrađuje nove informacije i prenosi ih u druga područja mozga radi pohrane i kasnijeg prisjećanja. Lijevi temporalni režanj obrađuje verbalne informacije, dok je desni režanj uključen u neverbalne informacije, poput glazbe ili umjetnosti.
Studije pacijenata s oštećenjem ovog područja mozga pomogle su istraživačima utvrditi veze između temporalnog režnja i pamćenja. Pacijenti koji su pretrpjeli oštećenje hipokampusa i okolnih dijelova temporalnog režnja zadržavaju sjećanja nastala prije oštećenja. Mogu se jasno prisjećati i povezivati događaje iz svog ranog života, ali nisu u stanju stvoriti nova sjećanja. Iako obično još uvijek mogu obavljati mnoge aktivnosti kao što su dnevne rutine, sviranje instrumenta ili održavanje ručne vještine, ne mogu se prisjetiti nedavnih događaja, razgovora ili novih informacija.
Koristeći podatke ljudi koji su doživjeli moždani udar, istraživači su otkrili vezu između lijevog sljepoočnog režnja i pamćenja u vezi s prisjećanjem imena ljudi, životinja i alata. Istraživači su vjerovali da su ova tri područja klasifikacije bila posebno vitalna za ljude kako su evoluirali. U svakodnevnom životu, imena ljudi u njihovoj zajednici, životinje koje su bile ili lovljene ili su predstavljale opasnost, te alati korišteni za lov, kuhanje i poboljšanje života bili su sve bitne stvari. Oštećenje prednjeg lijevog temporalnog režnja ometa pamćenje imena ljudi. Odgovarajuće oštećenje srednjeg dijela utječe na opoziv životinja, a stražnji dio korelira s nazivima alata i alata.
Činilo se da su rane studije sugerirale da temporalni režanj nije bio aktivan u formiranju implicitne ili proceduralne memorije. Ovo je vrsta memorije koja se koristi za stvari poput pranja zubi ili izvođenja drugih rutinskih vještina. To su postupci koji se mogu izvesti bez svjesnog prisjećanja. Međutim, kasnija istraživanja su pokazala da sljepoočni režanj i pamćenje ovog tipa također mogu biti povezani.