Stress activeert de hypothalamus-hypofyse-bijnieras, die de afgifte van glucocorticoïden veroorzaakt, een klasse van bijniersteroïde hormonen. Stress activeert ook het sympathische zenuwstelsel en daardoor de afgifte van de transmitters adrenaline en noradrenaline. Stress heeft een geheugenmodulerend effect bij zowel mensen als dieren.
bij mensen zijn de hippocampus, prefrontale cortex en amygdala rijk aan cortisolreceptoren. Acute en verdraagbare stress kan geheugenprestaties verhogen, terwijl overmatige niveaus en chronische stress negatieve effecten kunnen hebben, waardoor het patroon bij dieren wordt nagebootst. Stress bij mensen lijkt verschillende effecten te hebben op de verschillende stadia van het geheugen (het geheugenproces: codering, consolidatie en herstel) en kan worden versterkt door emotionele opwinding.
dieren leren gebeurtenissen in hun omgeving te associëren. Studies naar de effecten van manipulatie van corticosteronniveaus bij dieren hebben geholpen om de invloeden van stress op het geheugen en het leren te ontwarren, en toonden aan dat lage niveaus ruimtelijk leren verbeteren, terwijl hogere niveaus prestaties belemmeren.