Onder het limbisch systeem verstaan we alle hersencentra in de grote hersenen die een rol spelen bij het emotioneel gedrag van de mens. Het is (evolutionair gezien) een van de oudste delen van de hersenen maar bevat ook enkele nieuwere structuren.
We kunnen het limbisch systeem zien als associatieschors die geschakeld is tussen de lagere en hogere delen van de hersenen en het ligt op de grens (Latijn: limbus) van beide hersensystemen. Het limbisch systeem bestaat onder andere uit gyrus cinguli, hippocampus, gyrus parahippocampalis, amygdala, fornix, hypothalamus en de reukhersenen met de bulbus olfactorius. We kunnen het limbisch systeem zien als een belangrijke regulator van motivationeel en emotioneel gedrag zoals bij angst, agressie, honger- en dorstgevoel en seksualiteit.
Uit veel onderzoek is gebleken dat bij beschadiging of verwijdering van delen van het limbisch systeem het gedrag ernstig ontregelt raakt. We zouden kunnen zeggen dat de kwaliteit van de emotionaliteit bij het gedrag verloren is gegaan. Daarnaast zorgt het via de reukhersenen voor een correct reukvermogen en regelt de hypothalamus het autonoom zenuwstelsel en stuurt de endocriene klieren aan. Men denkt dat het limbisch systeem een rol speelt bij psychosomatische ziekten. Angst dempende medicijnen zoals benzodiazepinen (bv. Diazepam, Oxazepam, Lorazepam) werken in op het limbisch systeem.