Indiscutivelmente, o cérebro é uma das estruturas mais complexas e fascinantes do corpo humano. Sua morfologia bastante intrigante é repleta de estruturas complexas e áreas funcionais que captam e geram estímulos bioeletroquímicos imprescindíveis ao funcionamento do sistema nervoso central e de outros órgãos periféricos. Numa perspectiva neuroplástica, o aprendizado é consolidado quando estímulos (internos ou externos) geram alterações estruturais e/ou no funcionamento cerebral (celulares, bioquímicas ou moleculares) capazes de serem revisitadas pelo indivíduo. Em se tratando das capacidades de memória e aprendizagem, importantes descobertas vêm sendo obtidas com a junção da pedagogia e dos estudos em neurofisiologia. Este acúmulo de conhecimento é bastante relevante e tem subsidiado estratégias pedagógicas e metodologias de ensino alicerçadas na neurociência e em bases neurobiológicas. Isto posto, levando em consideração a relevância da temática aqui apresentada, este trabalho tem como objetivo discutir ,por meio de uma revisão bibliográfica narrativa, as bases bioquímicas e neurobiológicas da aprendizagem.