Koirat ovat hämmästyttäviä eläimiä, joilla on usein samat luonteenpiirteet ja vivahteet kuin ihmisillä. Todennäköisesti näiden piirteiden ja käyttäytymisten takia ihmiset kiinnittyvät koiratoveriinsa niin läheisesti. Toisin kuin ihmiset, on kuitenkin vaikea tutkia koiran mielen sisäistä toimintaa. Silti on ilmeistä, että koirilla on pitkäaikainen muistikyky, vaikka se eroaa ihmisen pitkäaikaisesta muistista.
Pitkäaikaismuisti on tietojen tallentamista myöhempää hakua varten. Se antaa ihmisen tietää, että koiralla on neljä jalkaa ajattelematta sitä. Ihmisillä on ilmeisesti suurempi kapasiteetti tämän tyyppisessä muistissa ja he voivat järjestää ja tallentaa tietoja eri tavalla kuin koirat. Koirat osoittavat pitkäaikaisen muistin kykynsä tavalla, jolla he oppivat tekemään asioita, jotka eivät ole luonteeltaan. Esimerkiksi kotiharjoittelu on käyttäytymistä, joka ei ole luonnollista koirille, mutta he voivat silti oppia.
Kun tiedot tallennetaan pitkäaikaiseen muistiin, neuronit ampuvat aivoissa. Tämäntyyppinen muisti liittyy suoraan elinikäiseen oppimiseen ja koirat ovat ehdottomasti oppimiskykyisiä. Siksi on selvää, että koirilla on pitkäaikaisia muistoja. Koirat oppivat yhdistämällä käyttäytymisen ja omistajiensa reaktiot tai muut ympäristön tekijät.
Jos koiraa kiitetään käytöksestään, hän tekee positiivisen yhdistyksen ja tallentaa sen pitkän aikavälin muistipankkiin. Ihmisten tapaan ylistys ja palkinto näyttävät auttavan koiria siirtämään tietoja nopeasti lyhytaikaisesta muistista pitkäaikaiseen muistiin. Koiran koulutus, erityisesti terapia- ja auttajakoirat, perustuu koiran kykyyn oppia nopeasti ja säilyttää oppimansa.