Mamilarna tijela su dvije strukture, medijalna mamilarna jezgra i lateralna mamilarna jezgra, nalaze se na donjoj strani mozga i smatraju se dijelovima limbičkog sustava. Obje su povezane s hipotalamusom putem živčanog puta zvanog forniks i sadrže niz neuralnih projekcija koje se povezuju s drugim dijelovima mozga. Mamilarna tijela su također relej za signale koji putuju od hipokampusa i amigdale do talamusa, sustava koji se naziva Papezov krug. Važni su za obradu pamćenja, pa oštećenja uzrokovana fizičkim uništenjem ili nedostatkom u hrani mogu dovesti do amnezije.
I lateralna i medijalna mamilarna jezgra imaju veze i s hipokampusom i s talamusom, koje se prenose živčanim vlaknima kroz forniks. Jezgre se povezuju s istim dijelovima mozga, iako je svaka povezana s različitim dijelovima istih struktura. Također imaju različite funkcije, budući da medijalne jezgre mamilija imaju stanice koje pucaju u skladu sa smjerom u kojem je netko okrenut i brzinom kretanja glave. Postoje i stanice koje to rade u talamusu i području hipokampusa.
Medijalne jezgre mamilarnih tijela sastoje se od jedne do pet subnukleusa ovisno o vrsti životinje, dok lateralna mamilarna jezgra sadrži najveće neurone u sustavu. Stanični signali za kretanje glave i kut u lateralnoj jezgri prenose se u hipokampus, koji stvara theta ritam koji je važan za prostorno pamćenje. Stanice u medijalnoj mamilarnoj jezgri pale se na isti način kao one u hipokampusu, a čini se da mamilarna tijela prenose ovaj ritam na druga područja.
Oštećenje mamilarnih tijela dovodi do amnezije. Studija gubitka pamćenja zbog takvog oštećenja ili nedostatka tiamina proučavana je kasnih 1800-ih i poznata je kao Wernicke-Korsakov sindrom. Amnezija koju karakterizira gubitak sjećanja nakon traumatskog događaja uobičajena je kod ovog stanja, ali dugoročna sjećanja mogu ostati nepromijenjena. Lezije na ovom području i drugim dijelovima limbičkog sustava često se nalaze kod osoba koje imaju kroničnu amneziju, a hipoksija zbog apneje u snu također može uzrokovati oštećenja.
Mamilarna tijela tvore ključnu komponentu moždanog kruga. Integralno povezani s drugim područjima mozga, biolozi su mislili da su još jedan dio hipotalamusa. Kada je područje oštećeno ili nefunkcionalno, utječe na pamćenje, prepoznavanje, prostornu svijest i tumačenje konteksta događaja.