Lobus temporalis berperan memperkuat ingatan visual, memproses input indra, memahami bahasa, menyimpan ingatan baru, emosi, dan mengambil kesimpulan atau arti.[4]: 21 
Wilayah terdekat di bagian superior, posterior, dan lateral lobus temporalis terlibat dalam pemrosesan pendengaran tingkat tinggi.[butuh rujukan] Lobus temporalis terlibat dalam persepsi auditori primer, seperti pendengaran, dan berisi korteks auditori primer.[5] Korteks auditori primer menerima informasi penginderaan dari telinga dan wilayah sekunder memproses informasi menjadi sesuatu yang bermakna seperti kata-kata.[5]Gyrus temporalis superior mencakup sebuah daerah (di dalam sulcus lateral) tempat sinyal auditori dari koklea pertama mencapai korteks serebral, lalu diproses korteks auditori primer di lobus temporalis kiri.[butuh rujukan]
Penglihatan
Wilayah yang berkaitan dengan penglihatan di lobus temporalis menerjemahkan makna stimulus visual dan menciptakan pengenalan objek.[butuh rujukan] Bagian ventral dari korteks temporalis tampaknya terlibat dalam pemrosesan visual stimulus kompleks tingkat tinggi seperti wajah (fusiform gyrus) dan pemandangan (parahippocampal gyrus).[butuh rujukan] Bagian anterior dari arus ventral untuk pemrosesan visual ini terlibat dalam persepsi dan pengenalan objek.[5]
Lobus temporalis medial (dekat bidang sagittal) diduga terlibat dalam mengodeingatan jangka panjangdeklaratif.[4]: 194–199  Lobus temporalis medial mencakup hipokampus, penting untuk penyimpanan ingatan, karena itu kerusakan di kawasan ini mengakibatkan kegagalan pembentukan ingatan baru yang berujung pada amnesia anterograde permanen atau sementara.[4]: 194–199