认知地图 （有时称为心理地图或心理模型 ）是一种心理表征 ，提供现象的相对位置和属性，使个人可以在日常或隐喻空间环境获取、编码、储存、调用及解码。由爱德华托尔曼于1948年提出。 该术语后来被一些研究者推广(特别是在运筹学领域) ，指的是一种代表个人知识或基模的语义网络 。
多个领域都对认知地图有所研究，如心理学、教育、考古学、规划、地理、制图、建筑、景观建筑、城市规划、管理及历史。 这些心智模式通常有不同的称呼，如认知地图、心理地图（英语：Mental mapping）、行为脚本（英语：Behavioral script）、基模、参考框架 。
认知地图提供关于空间知识的构建和积累，允许“ 心灵之眼 ”想像图像，以减少认知负荷 ，增强资讯的回忆和学习 。这种类型的空间思维也可以用作非空间任务的隐喻，像是涉及记忆和成像的非空间任务时，就会使用空间知识来帮助处理任务。
认知地图的神经相关性推测是在海马回的位置细胞系统以及内嗅皮质的网格细胞 。
通常认为认知地图主要是海马回的功能。海马回与大脑的其他部分连接，使其成为整合空间和非空间资讯的理想选择。后脑皮质（英语：Postrhinal cortex）和内侧内嗅皮质（英语：Entorhinal cortex）（medial entorhinal cortex, MEC）的连接为海马回提供空间资讯。嗅缘皮质（英语：Perirhinal_cortex）和外侧内嗅皮质（ lateral entorhinal cortex , LEC）的连接则提供非空间资讯。这些资讯在海马回被整合，使得海马回可组合目标的位置和其他特征，成为认知地图的实际位置，
奥基夫(O'Keefe)和纳德尔(Nadel)首先勾勒出海马回和认知地图之间的关系。并获得许多研究证据支持。具体而言，海马回系统内的锥体细胞（英语：Pyramidal_cell）（位置细胞（英语：Place_cell）、边界细胞（英语：Boundary cell）、网格细胞）已被论断为认知地图的神经元基础。
奥基夫的大量研究暗示了位置细胞的参与。海马回中的单个位置细胞对应于环境中的不同位置，而所有细胞的总和则构成了整个环境的地图。细胞间连接的强度代表它们在实际环境中的距离。尽管细胞间的关系可能会因地图不同而有所差异，但是同一个细胞可以构建多个环境。许多哺乳动物，包括老鼠和猕猴，都发现了位置细胞可能参与认知地图的绘制。此外，在Manns和Eichenbaum对老鼠的研究中，海马回内的锥体细胞也参与了表示物体位置和身份的过程，这表明它们也参与了认知地图的创建。然而，对哺乳动物的研究是否代表“哺乳动物存在认知地图”，而非另一种更简单的确定环境的方法，仍存在着争议。
虽然不位于海马回中，但来自内侧内嗅皮质的网格细胞也参与了路径整合（英语：Path_integration）的过程。借由路径整合,然后位置细胞显示输出资讯的同时，内侧内嗅皮质的网格细胞实际上扮演着路径整合者的角色。路径整合的结果随后被海马回用来生成认知地图。认知地图很可能存在于一个回路中，而它所涉及的部分，主要是海马回但远不只是海马回。除了内侧内嗅皮质，前岬下脚(presubiculum)和顶叶皮层也参与了认知地图的生成。
一些证据表明，认知地图由在海马回的两张分开的地图表示。第一张是方位图，借由自我运动线索和梯度线索来表示环境。使用基于矢量的线索，创建了一张粗略的二维环境地图。第二张地图是根据位置线索绘制的草图，整合特定目标(或地标)及其相对位置，以创建二维环境地图。将这两张图整合后，即获得了认知地图。
认知地图由多个来源产生，包括视觉系统和其他地方。 大部分认知地图是透过自我生成的运动线索创建。借由视觉、本体感觉 、嗅觉及听觉等感官的输入，推断一个人在环境中的位置。认知地图允许路径整合创建一个向量，借此表示一个人在环境中的位置和方向，特别是与之前的参考点相比较。所产生的向量会送到海马回位置细胞进行解读，提供更多关于认知地图的环境资讯及位置资讯。
“方向线索”和“位置标志”也用于创建认知地图。在方向线索内，会输入两个明确的线索以创建认知地图，如指南针上的标记以及变化的梯度（如阴影或磁场）。方向线索可以被静态或动态地使用。当不在那个环境移动时，可以静态地使用方向线索；当在梯度中移动，则动态地使用方向线索，以获得周围环境的性质。位置标志借由特定目标的相对位置提供环境的资讯，而方向提示则提供有关环境本身形状的资讯。这些标志由海马体一起处理，借由相对位置提供环境的图。
认知地图的概念最初由一位早期认知心理学家爱德华·托尔曼(Edward C. Tolman)，在做老鼠和迷宫实验时引入。在托尔曼的实验中，将一只老鼠放入十字形的迷宫并让它探索，经过初次探索之后，老鼠被放在十字架的某臂上，然后将食物放在下一个右臂。 接着老鼠适应了这种布局，并学会在十字路口右转，以便找到食物。当老鼠被放置在十字迷宫的不同手臂上时，由于在迷宫创建了最初的认知地图，所以仍然会朝着正确的方向去获取食物。无论食物放在何处，老鼠不会只是决定在十字路口右转，而是能够准确地确定食物的路径。
班尼特(Andrew T.D.Bennett)认为“没有明确的证据证明非人类的动物也存在认知地图(根据托尔曼的定义)。” 根据研究分析指出，有更简单的解释可符合实验结果。 班尼特强调在非人类动物的认知地图测试中，有三个不能排除的更简单备案：(1)表面的新颖捷径并非真正新颖。(2)使用路径整合。(3)从一个新的角度识别出熟悉的地标，然后向它们移动。
