Prostorna memorija je pohrana informacija koje se odnose na orijentaciju i lokaciju. Mozak koristi brojne mehanizme za kodiranje i dohvaćanje prostornih informacija za buduću upotrebu. Velik dio ove aktivnosti odvija se u hipokampusu, važnoj regiji mozga za formiranje pamćenja. Istraživanje prostornog pamćenja stalna je tema u neuroznanstvenoj zajednici.
Moguće je pohraniti prostornu memoriju na nekoliko različitih razina, uključujući radnu, kratkoročnu i dugotrajnu memoriju. Posjetiteljica novog grada stječe radna sjećanja poput mjesta gdje je parkirala auto ili kojim autobusom da se vrati u kuću svoje prijateljice. Stanovnik tog grada ima dugotrajna sjećanja kojima se svakodnevno kreće. Ako napusti grad i vrati se u budućnosti, vjerojatno će se i dalje moći kretati područjem jer su njegova sjećanja pohranjena u dugoročnom formatu.
Prostorna memorija može koristiti različite senzorne ulaze za pohranjivanje informacija. Vestibularni sustav može igrati ulogu. Studije pokazuju da se ljudi mogu sjetiti pokreta uključenih u određeno putovanje i kasnije ih se mogu prisjetiti kako bi se vratili. Isto tako, vizualne informacije poput orijentira i znakova mogu biti dio prostorne memorije. Ljudi se također mogu sjetiti mirisa ili zvukova na određenom mjestu koje se mogu koristiti za orijentaciju, poput zvuka pilića na uličnoj tržnici blizu odredišta.
Mozak stvara kognitivnu kartu okoline na koju se može pozivati u budućnosti kako bi se odredio najbolji put kojim treba krenuti ili se preusmjeriti. Također može pomoći ljudima da se upoznaju s prostorima. Mnogi domovi i uredi zadržavaju dosljedan raspored, na primjer, a prostorna memorija će omogućiti ljudima da nesvjesno izbjegnu opasnosti poput izbočenog stola ili vrata. Možda nisu svjesni svojih aktivnosti, jer mozak neprimjetno prikuplja potrebne informacije i prilagođava se.
Istraživanja o zadržavanju prostorne memorije pokazuju da što je veći hipokampus, to je bolji osjećaj pamćenja. Istraživanja na fizički aktivnim starijim odraslim osobama pokazuju da oni zadržavaju veći osjećaj prostornog pamćenja i skloniji su biti neovisniji. Istraživači gerijatrije koji se zanimaju za zdravlje i dobrobit starijih osoba sa zanimanjem prate takve studije, jer mogu pružiti naznake za brigu o pacijentima i savjete o načinu života koji bi mogli omogućiti veću neovisnost. Fizička spremnost također može smanjiti rizik od ozljeda poput prijeloma kukova koji bi mogli ograničiti pokretljivost ili smjestiti pacijenta u ustanovu za dugotrajnu njegu.