Goldfische können sich Informationen mindestens fünf Monate lang merken und lernen, Farben, Töne sowie Gesichter zu erkennen.

Forscher der University of Plymouth testeten das Gedächtnis von Goldfischen bereits im Jahr 2003. Sie brachten den Fischen bei, einen Hebel zu betätigen, um Futter zu erhalten. Die Fische lernten, den Hebel nur zu bestimmten Tageszeiten zu benutzen, was beweist, dass sie ein Zeitgefühl besitzen.Eine weitere Studie am Technion Institute of Technology in Israel nutzte Töne für das Training. Wissenschaftler spielten bei jeder Fütterung ein spezielles Signal ab. Danach wurden die Fische für fünf Monate in die Freiheit entlassen. Als die Forscher das Geräusch erneut abspielten, kehrten die Fische sofort zum Futterplatz zurück.Goldfische nutzen zudem Orientierungspunkte, um sich in Labyrinthen zurechtzufinden – dies wird als räumliches Gedächtnis bezeichnet. Ihr Gehirn besitzt einen Bereich namens Lateral Pallium. Dieser Bereich fungiert ähnlich wie der menschliche Hippocampus, der für Gedächtnis und Lernen zuständig ist.Goldfische können sogar verschiedene menschliche Gesichter voneinander unterscheiden, indem sie komplexe visuelle Verarbeitungsprozesse nutzen. Der Mythos vom Kurzzeitgedächtnis entstand vermutlich, weil Fische in kleinen, leeren Gläsern schlichtweg nichts Interessantes haben, an das sie sich erinnern könnten.