大脑海马是位于脑颞叶内的一个部位的名称，人有两个海马，分别位于左右脑半球。它是组成大脑边缘系统的一部分，担当着关于记忆以及空间定位的作用。名字来源于这个部位的弯曲形状貌似海马。
在阿兹海默病中，海马是首先受到损伤的区域：表现症状为记忆力衰退以及方向知觉的丧失。大脑缺氧（缺氧症）以及脑炎等也可导致海马损伤。
在动物解剖中，海马属于脑的演化过程中最古老的一部分。来源于旧皮质的海马在灵长类以及海洋生物中的鲸类中尤为明显。虽然如此，与进化树上相对年轻的大脑皮层相比灵长类动物尤其是人类的海马在端脑中只占很小的比例。相对新皮质的发展海马的增长在灵长类动物中的重要作用是使得其脑容量显著增长。
研究史
解剖学家Giulio Cesare Aranzi（约1564年）首先使用海马（hippocampus）一词形容这一大脑器官，源于此部位貌似海马。这一部位最初被认为司控嗅觉，而非现在周知的记忆储存作用。俄国学者Vladimir Bekhterev于1900年左右基于对一位有严重记忆紊乱的病患者的长期观察，首先提出海马与记忆相关。但是，其后的很长时间，学界习惯上关于海马的作用都被认为和其它大脑边缘系统一样，司控情绪。
1957年Scoville与Milner关于著名的病人HM的病例报告引起了众多科学家的关注，并使人开始认识到海马对记忆起重要作用。为减轻HM时常发作的癫痫症状其脑内侧颞叶被切除（其中就包括两个海马）由此导致了一系列的相关空间以及时间的记忆损伤。重要的是HM仍然能完成程序性任务的学习（这一点与纹状体相关联）甚至有着高于常人水平的智商。HM的智能与陈述性记忆展现出显著的分裂。绝大多数的哺乳类动物海马的大小取决于脑容量的大小，但是鲸类这一部位的发育相对不完全。
研究成果
海马是哺乳类动物的中枢神经系统中的脑领域被最为详细研究过的一个部位。
在解剖学以及组织学上，海马具有一目了然的明确构造。海马内部有形成形态美观的层面。也就是神经细胞的细胞体与其神经网区域呈层状排列。
海马是被称作「海马体」（hippocampal formation）的大脑边缘系统的一部分。海马体分为：齿状回（dentate gyrus）、海马、海马支脚（subiculum）、前海马支脚（presubiculum）、傍海马支脚（parasubiculum）、嗅内野皮质（entorhinal cortex）。这之中齿状回、海马、海马支脚的细胞层为单层，其上下夹有低细胞密度层和无细胞层。此外的部位有复数的层面构成。齿状回与海马的单纯层构造对神经解剖学以及电力生理学的研究进步作出了贡献。
　1950年代前期开始有科学家认识到海马对于某些记忆以及学习有着基本的作用。特别是1957年Scoville和Milner的报告成为了神经心理学中很重要的一个病例。这是来自一位被称为HM的病者的报告，HM要算是神经心理学的领域之中被检查得最详细的人物。由于长期的癫痫症状，医生决定为他进行手术，切除了颞叶皮层下一部份的边缘系统组织，其中包括了两侧的海马体，手术后癫痫症状被成功控制，但自此以后HM失去了形成新的长期记忆的能力。这个发现变成了让许多人想了解海马体在记忆及学习机制的契机，而成为一种流行，无论在神经解剖学、生理学、行动学等等各种不同领域，都对海马体做了相当丰富的研究。现在，海马体与记忆的关系已经为人所了解。
　许多人对海马体与癫痫发作的关系也有很浓厚的兴趣。海马体在脑中为发作阈值低的部位。因为几乎所有癫痫患者的发作皆由海马体所起始，像这类以海马体为主的发作，有许多的情形是很难以药物治疗的。而且，海马体中有一部分，尤其是嗅觉内皮质，为阿兹海默症最先产生病变的地方，海马体也显示出容易因贫血、缺氧状态而受伤害。
　海马体在解剖学以及机能构造上都是其它大脑皮质系统的研究样本。大脑皮质在最近开始被关注与研究，现在已知的关于中枢神经系统的条目#突触传导的见解多受益于海马体的研究。而海马体的相关知识则多源于齿状回与海马的标本。