stressi aktivoi hypotalamus-aivolisäke-lisämunuaisakselin, joka aiheuttaa glukokortikoidien, lisämunuaisen steroidihormonien luokan, vapautumisen. Stressi aktivoi myös sympaattista hermostoa ja sitä kautta välittäjien adrenaliinin ja noradrenaliinin vapautumista. Stressillä on muistia muokkaava vaikutus niin ihmisillä kuin eläimilläkin.
ihmisillä hippokampuksessa, etuotsalohkossa ja mantelitumakkeessa on runsaasti kortisolireseptoreita. Akuutti ja siedettävä stressi voi lisätä muistin suorituskykyä, kun taas liiallisilla tasoilla ja kroonisella stressillä voi olla kielteisiä vaikutuksia, jolloin se jäljittelee eläimissä vallitsevaa kaavaa. Stressillä ihmisillä näyttää olevan erilaisia vaikutuksia muistin eri vaiheisiin (muistiprosessi: koodaus, konsolidaatio ja haku), ja sitä voidaan tehostaa emotionaalisella kiihottumisella.
eläimet oppivat yhdistämään ympäristönsä tapahtumia. Eläinten kortikosteronipitoisuuksien manipuloinnin vaikutuksia koskevat tutkimukset ovat auttaneet poistamaan muistin ja oppimisen stressin vaikutuksia ja osoittaneet, että matalat tasot parantavat tilaoppimista, kun taas korkeammat tasot heikentävät suorituskykyä.