研究表明，在学习过程中，人脑主要记忆下述内容： 学习开始阶段的内容（前涉记忆） 学习结束阶段的内容（后涉记忆） 与已经储存起来的东西发生了联系，或者与正在学习的知识的某些方面发生了联系的内容 。作为在某些方面非常突出或独特的东西而被强调过的内容 。对五官之一特别有吸引力的内容 。
人类的思维技能：语言（词汇、符号），数字，逻辑（顺序、列表、线性感、分析、时间、联想），节奏，色彩，形象（白日梦、视觉化），空间感（维度、完整倾向）
人类大脑的功能：接收（任何感觉器官所感觉到的任何东西），保持（包括记忆和回忆，即信息的存储和调取），分析（模式辨认和信息处理），输出（任何形式的联系或者创造性行为，包括思维在内），控制（指所有的精神和身体功能）
回忆的两大主要因素是联想和强调
大脑倾向于寻找模式及完整 人脑这台令人惊异的机器，它有五大功能——接受、保持、分析、输出和控制 这五大功能都是彼此强化的。例如，产生了兴趣或受到激励，并且接受过程与大脑功能互不冲突，接收数据就比较容易一点。有效地接收到信息之后，你会发现保持和分析信息也很容易。反过来，有效的保持和分析会增强接受信息的能力。大脑的主要语言不是口头的话语，不是书面的文字，而是想象和联想（包括图像、颜色、关键词、思想等）”，根据大脑的组织结构和性质更加科学进行知识的总结、辨识和记忆。
记忆力是以激发的方式进行的，通过这些连接，记忆力就从一个词汇扩展到其他的相关联的词汇。列表与大脑的联想本质形成直接的对抗。当一个概念确定下来时，它就停下来了，与前后的概念彼此分开。思维导图相对于线性方法制作笔记：只记只读相关的词可以节约时间，复习笔记可以节省时间，集中精力于真正的主题，重要的关键词更为显眼，可以在关键词之间产生清晰合适的联想。
编码会让你在思维导图的各个部分之间快速建立联系，不管这几个部分在纸上看起来有多远。把要记得的事情与大脑里面已经有的长期记忆联系起来。你的思维再根据随意的外形构造图像，因而也就让外形更易记住。同样的，在思维导图中创造外形，会帮你在一个更为容易回忆的形式里组织许多的数据。
思维导图的实质其实就是顺着大脑工作的习惯，然后达到人和图之间的自然转换，同时没有任何强制性的输出和输入；就像计算机将所有的程序语言变成0和1的机器语言一样，人在进化的过程中，其实更愿意接受的是图案，没有文字之前，也都是用图记事，早期的中国字也是象型文字，而且人在和自然交互的过程中更多的是眼睛作为窗口，看到和印近大脑的也是图案。思维导图就是在这样事实的基础上进行整理的一个工具。
首先是基于大脑的自然反射，然后形成速射反应，因为我们大脑也有自己的路径和习惯，几乎每次的反应都会很类似，而且采取的办法也是短时间的穷举，所以这样的方法就保证了大脑内容的全面和输入输出的一致性。
其次就是尽可能的图形化，人对图形的识别不仅信息量大，而且准确率高，这样就方便记忆和储存大量的信息，也给进一步的联想打下了基础，回想一下，我们往往记得清楚的是我们脑子里面的场景，是一幕幕的，而不是一段段文字，即使我们回忆文字也是在脑子里成片的图案。
在应用的过程中，基本上运用的无所不包，而且无论是学起来还是使用起来基本上毫不费力，关键是效果惊人，只要掌握上面的两个根本性的实质就算理解了，而不能是单纯的陷入到使用工具而使用工具。
复习思维导图的时候，应该是不是快速的做一些思维导图的简图，制作一幅新的思维导图，会是你在没有外部刺激的时候检查出你能够记忆的东西。尔后，你可以把结果与原图比较，并调整任何错误，不一致，或者遗漏的地方。跟记忆一样，创造性思维也是以想象和联想为基础的。目的是要将A与B联系起来，因而产生新的，非同一般的思想，我们把它叫做创造力。记忆术和创造性思维的过程在结构上因而也是一样的，唯一的差别在于意图。