El estrés activa el eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal, que causa la liberación de glucocorticoides, una clase de hormonas esteroides suprarrenales. El estrés también activa el sistema nervioso simpático y, por lo tanto, la liberación de los transmisores de adrenalina y noradrenalina. El estrés tiene un efecto modulador de la memoria tanto en humanos como en animales.
En los seres humanos, el hipocampo, la corteza prefrontal y la amígdala son ricos en receptores de cortisol. El estrés agudo y tolerable puede aumentar el rendimiento de la memoria, mientras que los niveles excesivos y el estrés crónico pueden tener efectos negativos, imitando así el patrón en los animales. El estrés en los seres humanos parece tener diferentes efectos en las diversas etapas de la memoria (el proceso de la memoria: codificación, consolidación y recuperación) y puede mejorarse mediante la excitación emocional.
Los animales aprenden a asociar eventos en su entorno. Los estudios de los efectos de la manipulación de los niveles de corticosterona en animales han ayudado a desenredar las influencias del estrés en la memoria y el aprendizaje, e indicaron que los niveles bajos mejoran el aprendizaje espacial, mientras que los niveles más altos perjudican el rendimiento.