Muistilla tarkoitetaan yleensä ihmisen ominaisuutta, joka mahdollistaa muun muassa tapaamisten ja sovittujen asioiden muistamisen sekä menneiden tapahtumien mieleenpalauttamisen. Laajuudestaan huolimatta tämäkin määritelmä on aliarvio muistin todellisesta merkityksestä. Ilman muistia ihmisellä ei olisi identiteettiä tai elämänhistoriaa, läheisimmätkin ihmiset pysyisivät tuntemattomina. Myös sanojen ja kielen ymmärtäminen sekä mielikuvien muodostaminen vaatii muistia.

Hermoston tasolla oppimisessa voi olla kyse väliaikaisista tai pysyvistä muutoksista hermosolujen välisissä kytkennöissä. Tiedon painuminen muistiin tarkoittaa aivojen kannalta karkeasti ensin tiedonvälitystä (kemiallista ja sähköistä aktivaatiota) tiettyjen hermosolujen välillä, mikä tarpeeksi pitkään jatkuessaan muuttaa hermosolujen keskinäistä viestintää pysyvästi.

Käyttäytymisen tasolla oppimisessa on kyse aktiivisesta tiedon muokkaamisesta, jäsentämisestä ja merkitysten analysoinnista, johon vaikuttaa myös yksilön tavoitteet, tunteet ja motivaatio.