Limbinė skiltis, dar vadinama limbine sistema arba paleomamolių smegenimis, yra sudėtingas smegenų struktūrų rinkinys. Ši sistema, aptinkama visuose žinduoliuose, evoliuciškai yra senesnė nei smegenų žievė, bet daug jaunesnė už smegenų kamieną. Žmonėms atmintį, mokymąsi, emocijas ir jutiminį suvokimą palaiko šios smegenų dalies struktūros.
Limbinė sistema yra svarbi visų žinduolių išlikimui. Žinduolių gebėjimas afektiniam elgesiui kyla iš šių sistemų. Tai skatina žinduolius kartoti veiksmus, kurie duoda malonų rezultatą, ir nutraukti veiksmus, kurie duoda nemalonų. Geresnio supratimo apie priežastį ir pasekmę žinduoliai gali greitai mokytis. Meilė, skatinanti žinduolių tėvus rūpintis savo jaunikliais, taip pat kyla iš limbinės skilties.
Žmonėms limbinė skiltis yra smegenų kamieno išorėje ir po smegenų žieve. Jo išdėstymas tarp šių dviejų skyrių atspindi jos evoliucijos istoriją, kuri išsivystė po primityvaus roplių smegenų kamieno ir prieš modernesnes primatų smegenis. Perpjovus smegenis per vidurį, bus atskleistas limbinės skilties skerspjūvis, kuris yra daug plonesnis ir paprastesnis nei smegenų žievė ir apima daug daugiau raukšlių nei smegenų kamienas.
Limbinę skiltį sudaro daugybė sistemų, palaikančių atmintį, mokymąsi, emocijas ir suvokimą. Nors šios sistemos apima daugiau sąmoningo mąstymo nei automatiniai refleksai, valdomi smegenų kamieno, jos yra mažiau valdomos nei aukštesni mąstymo įgūdžiai, palaikomi smegenų žievės. Limbinę skiltį sudaro daugybė mažų struktūrų, įskaitant talamą, pagumburį, migdolinį kūną ir hipokampą.
Talamas, esantis priekinėje smegenyse, yra ta vieta, kur beveik visi jutimo duomenys patenka į smegenis. Ši sistema yra žinoma kaip perdavimo stotis, nes renkant informaciją iš akių, nosies, ausų ir liežuvio, šios sistemos neuronai siunčia informaciją į kitas smegenų dalis, kur ją galima įsisavinti ir panaudoti. Pagumburis, esantis žemiau talamo, dalyvauja apdorojant emocijas, alkį, troškulį ir autonominės nervų sistemos kontrolę.
Šalia talamo esantys migdolinio kūno neuronai palaiko atmintį, baimę ir emocijas. Tai gana didelė smegenų dalis. Hipokampas, esantis už migdolinio kūno, palaiko atmintį ir mokymąsi. Ši sistema ypač susijusi su erdvinių santykių prisiminimu ir trumpalaikės atminties pavertimu ilgalaike atmintimi.