Les poissons rouges peuvent mémoriser des informations pendant au moins cinq mois et sont capables de reconnaître des couleurs, des sons et des visages.

En 2003, des chercheurs de l'Université de Plymouth ont testé la mémoire des poissons rouges en leur apprenant à actionner un levier pour se nourrir. Les poissons ont appris à n'utiliser le levier qu'à certaines heures de la journée, prouvant ainsi leur compréhension d'un emploi du temps.Une autre étude de l'Institut de technologie Technion en Israël a utilisé le son pour entraîner des poissons. Les scientifiques diffusaient un son précis à chaque nourrissage. Les poissons ont ensuite été relâchés dans la nature pendant cinq mois. Lorsque les scientifiques ont de nouveau émis ce son, les poissons sont revenus vers le point de nourrissage.Les poissons rouges utilisent également des points de repère pour s'orienter dans des labyrinthes, ce qu'on appelle la mémoire spatiale. Leur cerveau possède une structure nommée le pallium latéral, qui fonctionne de manière analogue à l'hippocampe humain, responsable de la mémoire et de l'apprentissage.Ils peuvent même distinguer différents visages humains grâce à un traitement visuel complexe. Le mythe de la mémoire de trois secondes est probablement né du fait que les poissons vivant dans de petits bocaux vides n'ont tout simplement rien d'intéressant à mémoriser.