Limbický systém je funkčná sústava v centrálnej nervovej sústave, ktorú tvoria niektoré oblasti mozgovej kôry a podkôrových centier. Majú ho všetky cicavce, ale vyššie cicavce, ktoré majú (rhinencefalon) značne redukovaný čuchový mozog, ho majú vyvinutý lepšie.

Z anatomického hľadiska sa delí na tri zložky:

• kôrová a podkôrová sivá hmota (hippokampus, opaskový závit (gyrus cinguli), mandľa alebo amygdala (corpus amygdaloideum);
• intramurálne spojenia limbického systému (pletenec (cingulum), svorové teleso (corpus callosum), spojenia hipokampu s inými časťami kôry a spojenia mandlí a opaskového závitu);
• extramurálne spojenia limbického systému s diencefalom (thalamus, hypotalamus), mezencefalom, sieťkovitým útvarom (retikulárnou formáciou).

Limbický systém sa zúčastňuje na riadení vegetatívnych a somatických funkcií pri emotívnom správaní: ovplyvňuje správanie. Uplatňuje sa aj pri riadení sexuálneho správania. Dráždenie určitých častí limbického systému vyvoláva príjemné alebo nepríjemné pocity. Hippokampus má dôležitú úlohu aj pri zapamätaní si nových informácií (nemá vplyv na informácie v pamäti už fixované). Z limbického sytému je vyvolávaný pocit strachu a celkového správania človeka. Hoci limbický systém podlieha tlmivému pôsobeniu mozgovej kôry, nemožno vôľou spustiť alebo zastaviť afektívne prejavy a city. Spoločne s podlôžkom (hypotalamom) vytvára integrovaný systém, ktorý reguluje reakcie organizmu na vonkajšie podnety. Tento systém má význam pre celý rad vyšších funkcií mozgu, ako sú emócie, motivácia, učenie a pamäť. Najmä prvé dve funkcie sú výrazne prepojené s negatívnymi reakciami organizmu a prebiehajú cez hypotalamus ako centrálu integrovaných vegetatívnych štruktúr. Okrem toho je hypotalamus riadiacim centrom na reguláciu telesnej teploty a hladiny vody v tele, pričom ale regulačné mechanizmy nemajú ešte vegetatívnu povahu, ale pôsobia spoločne so senzorickou a motorickou zložkou. Príkladom môže byť prenos informácie senzitívnymi dráhami k hypotalamu o nízkej teplote kože, zvýši sa svalový tonus a chvenie. Naopak pri senzitívnej informácii o vysokej teplote kože ide o regulačný povel cez vegetatívnu nervovú sústavu (roztiahnutie ciev a potenie). Podobné zameniteľné vzťahy medzi somatickou a vegetatívnou nervovou sústavou sú aj na úrovni miechy. Realizujú sa pomocou reflexov, ktorých jedna zložka je somatická, druha vegetatívna. Príkladom môže byť zápal slepého čreva (apendicitída). Impulz o bolesti sa prenáša z vnímajúcich receptorov v črevnej stene k vegetatívnym centrám a ďalej do vyšších centier CNS, čo vo vegetatívnej sfére spôsobuje nevoľnosť a reflexne cez motorické eferentné vlákna sa zvýši napätie svalov brušnej steny.