①學習和記憶：在學習和記憶方面，海馬具有至關重要的作用。來自於新皮質區域的資訊，匯聚到內嗅區之後進一步到達海馬。因此，新獲得的資訊在到達新皮質之前經過海馬過濾。海馬可據此判斷是新資訊或是近期資訊，對於舊資訊的鑑別主要依賴新皮質。海馬涉及敘述性記憶的所有方面，敘述性記憶也就是語義記憶，涉及事實和概念的記憶；情景記憶允許對不同的事件及其相互關係進行回憶；而空間記憶涉及對空間位置的再認識，而且海馬神經元具有很高的可塑性：重複刺激可產生其生理學狀態的持久改變。海馬終生可產生新的神經元。資訊透過海馬後，需要記憶的相關資訊被儲存在相關皮質內。海馬可以投射到很廣泛的新皮質區域，特別是包括前額葉和胼胝體壓部後方的皮質。

②控制情感行為：自從1937年Papez的研究開始，情感行為的調節就被認為是海馬的主要功能，但是目前該功能主要歸於杏仁核，起源於杏仁核基底外側核的神經纖維投射到丘腦背外側核並進一步投射到前額葉皮質，該通路被認為是調節人體的情感行為；而且有研究認為杏仁核中央核可以調節由於情感產生的自主神經反應。

③運動控制的某些方面：研究認為海馬同樣參與了屬於邊緣系統的腹側紋狀體環路（ventralstriatal loop，或稱邊緣環路）的控制；該環路的主要中心是腹側紋狀體或者伏核，接收來自前額葉的纖維並控制腹側紋狀體；腹側紋狀體（伏核）本身收到來自被蓋區的多巴胺能纖維控制，屬於多巴胺能內側邊緣系統，也受到杏仁核和海馬的控制。海馬的纖維透過聯合前穹隆到達腹側紋狀體。腹側紋狀體環路在運動控制中有一定的作用，也有研究認為參與藥物成癮機制。

④管理下丘腦功能：海馬同樣涉及下丘腦-垂體軸的調節，透過投射到腦室旁的下丘腦核團，從而抑制垂體促腎上腺皮質激素的分泌。