Pētījumi par saistību starp temporālo daivu un atmiņu ir joma, kas turpina paplašināties. Pētījumi atklāj arvien vairāk saikņu starp šo smadzeņu apgabalu un atmiņu veidošanos, saglabāšanu un atsaukšanu. Hipokamps, kas atrodas temporālās daivas iekšpusē, jau sen ir atzīts par būtisku jaunu atmiņu veidošanā. Šīs zonas bojājumi neliedz cilvēkam atsaukt atmiņā vecās atmiņas, bet jaunas neveidosies, ja hipokamps nefunkcionēs pareizi. Lai gan tiek uzskatīts, ka lielākā daļa atmiņu netiek glabātas temporālajā daivā, šīs zonas bojājumi var traucēt gan verbālo, gan neverbālo atmiņu atsaukšanu.
Temporālā daiva, kas atrodas gan labajā, gan kreisajā puslodē, ir smadzeņu reģions, kurā sensorie dati tiek sakārtoti nozīmīgā informācijā. Tiek uzskatīts, ka tam ir būtiska nozīme skaidru vai deklaratīvu atmiņu veidošanā, kas ietver notikumus, nosaukumus, skaitļus un to apkārtējo kontekstu. Hipokamps apstrādā jauno informāciju un nosūta to uz citām smadzeņu zonām uzglabāšanai un vēlākai atsaukšanai. Kreisā temporālā daiva apstrādā verbālo informāciju, bet labā daiva ir saistīta ar neverbālo informāciju, piemēram, mūziku vai mākslu.
Pētījumi ar pacientiem ar šīs smadzeņu zonas bojājumiem ir palīdzējuši pētniekiem precīzi noteikt saikni starp temporālo daivu un atmiņu. Pacienti, kuriem ir bojāts hipokamps un apkārtējās temporālās daivas daļas, saglabā atmiņas, kas radušās pirms bojājuma. Viņi var skaidri atcerēties un saistīt notikumus no savas agrīnās dzīves, bet nespēj veidot jaunas atmiņas. Lai gan viņi parasti joprojām var veikt daudzas darbības, piemēram, ikdienas rutīnas, spēlēt kādu instrumentu vai uzturēt rokas prasmes, viņi nevar atcerēties nesenos notikumus, sarunas vai jaunu informāciju.
Izmantojot datus no cilvēkiem, kuri ir piedzīvojuši insultu, pētnieki ir atklājuši saikni starp kreiso temporālo daivu un atmiņu saistībā ar cilvēku, dzīvnieku un instrumentu vārdu atsaukšanu. Pētnieki uzskatīja, ka šīs trīs klasifikācijas jomas bija īpaši svarīgas cilvēkiem, jo tās attīstījās. Ikdienas dzīvē viņu kopienas cilvēku vārdi, nomedītie vai bīstamie dzīvnieki, kā arī medībām, ēdiena gatavošanai un dzīves uzlabošanai izmantotie rīki bija ļoti svarīgi. Priekšējās kreisās temporālās daivas bojājumi traucē atcerēties cilvēku vārdus. Atbilstoši bojājumi vidusdaļai ietekmē dzīvnieku atsaukšanu, un aizmugurējā daļa korelē ar instrumentu un darbarīku nosaukumiem.
Agrīnie pētījumi šķita, ka temporālā daiva nebija aktīva netiešās vai procesuālās atmiņas veidošanā. Šis ir atmiņas veids, ko izmanto, piemēram, zobu tīrīšanai vai citu ikdienas prasmju veikšanai. Tās ir procedūras, kuras var veikt bez apzinātas atsaukšanas. Tomēr vēlākie pētījumi liecina, ka arī šāda veida temporālā daiva un atmiņa var būt saistītas.