Ohimolohkon ja muistin välistä yhteyttä koskeva tutkimus on ala, joka laajenee jatkuvasti. Tutkimukset ovat löytäneet yhä enemmän yhteyksiä tämän aivoalueen ja muistojen muodostumisen, säilyttämisen ja muistamisen välillä. Ohimolohkon sisällä sijaitseva hippokampus on pitkään tunnustettu välttämättömäksi uusien muistojen muodostumiselle. Tämän alueen vauriot eivät estä ihmistä muistamasta vanhoja muistoja, mutta uusia ei muodostu, jos aivoturso ei toimi oikein. Vaikka uskotaan, että useimpia muistoja ei tallenneta ohimolohkoon, tämän alueen vauriot voivat häiritä sekä verbaalisten että ei-verbaalisten muistojen palauttamista.
Ohimolohko, joka on sekä oikealla että vasemmalla pallonpuoliskolla, on aivojen alue, jossa aistitieto on organisoitu merkitykselliseksi tiedoksi. Tällä uskotaan olevan tärkeä rooli eksplisiittisten tai deklaratiivisten muistojen muodostumisessa, joihin liittyy tapahtumia, nimiä, numeroita ja niitä ympäröivää kontekstia. Hippokampus käsittelee uutta tietoa ja välittää sen muille aivojen alueille tallennettavaksi ja myöhemmin muistettavaksi. Vasen ohimokeila käsittelee sanallista tietoa, kun taas oikea lohko on mukana ei-verbaalisessa informaatiossa, kuten musiikissa tai taiteessa.
Tutkimukset potilailla, joilla on vaurioita tällä aivoalueella, ovat auttaneet tutkijoita paikantamaan ohimolohkon ja muistin väliset yhteydet. Potilaat, jotka ovat kärsineet vaurioita hippokampuksessa ja ohimolohkon ympäröivissä osissa, säilyttävät ennen vauriota luodut muistot. He saattavat selvästi muistaa ja kertoa tapahtumia varhaiselämästään, mutta eivät pysty muodostamaan uusia muistoja. Vaikka he yleensä pystyvät edelleen suorittamaan monia toimintoja, kuten päivittäisiä rutiineja, soittamaan soitinta tai ylläpitämään kädentaitoja, he eivät voi muistaa viimeaikaisia tapahtumia, keskustelua tai uutta tietoa.
Aivohalvauksen saaneiden ihmisten tietojen perusteella tutkijat ovat havainneet yhteyden vasemman ohimolohkon ja ihmisten, eläinten ja työkalujen nimien muistamiseen liittyvän muistin välillä. Tutkijat uskoivat, että nämä kolme luokitusaluetta olivat erityisen tärkeitä ihmisille niiden kehittyessä. Arkielämässä yhteisön ihmisten nimet, metsästetyt tai vaaralliset eläimet sekä metsästykseen, ruoanlaittoon ja elämän parantamiseen käytetyt työkalut olivat kaikki välttämättömiä. Vasemman etulohkon vaurio häiritsee ihmisten nimien muistamista. Keskiosan vastaava vaurio vaikuttaa eläinten palauttamiseen ja takaosa korreloi työkalujen ja työvälineiden nimien kanssa.
Varhaiset tutkimukset näyttivät viittaavan siihen, että ohimolohko ei ollut aktiivinen implisiittisen tai proseduaalisen muistin muodostumisessa. Tämän tyyppistä muistia käytetään esimerkiksi hampaiden harjaamiseen tai muiden rutiinitaitojen suorittamiseen. Nämä ovat toimenpiteitä, jotka voidaan tehdä ilman tietoista muistamista. Myöhemmät tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että tämän tyyppinen ohimolohko ja muisti voivat myös olla yhteydessä toisiinsa.