Background: Individuals with migraine usually complain about lower memory performance. Diagnostic methods such as neuroimaging may help in the understanding of possible morphologic and functional changes related to the memory of those individuals. Therefore, the aim of this review is to analyze the available literature on neuroimaging changes related to memory processing in migraine. Methods: We searched the following databases: Pubmed/Medline, Psycinfo, Science Direct, Cochrane and Web of Science. We used articles without restriction of year of publication. The combination of descriptors used for this systematic review of literature were Neuroimaging OR Imaging OR Brain AND Migraine OR Chronic Migraine AND Memory. Results: Of the 306 articles found, nine were selected and all used magnetic resonance imaging (MRI). The studies used structural and functional MRI techniques with a predominance of 3 Tesla equipment and T1-weighted images. According to the results obtained reported by these studies, migraine would alter the activity of memory-related structures, such as the hippocampus, insula and frontal, parietal and temporal cortices, thereby suggesting a possible mechanism by which migraine would influence memory, especially in relation to the memory of pain. Conclusions: Migraine is associated to global dysfunction of multisensory integration and memory processing. This condition changes the activity of structures in various regions related to memory of pain, prospective memory, as well as in short- and long-term verbal and visuospatial memories. However, it is necessary to perform studies with larger samples in association with cognitive tests, and without the interference of medications to verify possible alterations and to draw more concrete conclusions. RESUMO Introdução: Indivíduos com enxaqueca geralmente se queixam de menor desempenho de memória. Métodos de diagnóstico como a neuroimagem podem auxiliar no entendimento de possíveis alterações morfológicas e funcionais relacionadas à memória desses indivíduos. Portanto, o objetivo desta revisão é analisar a literatura disponível sobre alterações de neuroimagem relacionadas a alterações de memória na enxaqueca. Métodos: Pesquisou-se nas seguintes bases de dados: PubMed/MEDLINE, Psycinfo, Science Direct, Cochrane e Web of Science. Foram utilizados artigos sem restrição de ano de publicação. A combinação dos descritores utilizados para esta revisão sistemática da literatura foram Neuroimaging OR Imaging OR Brain AND Migraine OR Chronic Migraine AND Memory. Resultados: Dos 306 artigos encontrados, nove foram selecionados e todos utilizaram ressonância magnética (RM). Os estudos utilizaram as técnicas de RM estrutural e funcional com predomínio de equipamentos de 3 Tesla e imagens ponderadas em T1. De acordo com os resultados obtidos nos estudos, a enxaqueca alteraria a atividade de estruturas relacionadas à memória, como o hipocampo, a ínsula e os córtices frontal, parietal e temporal, sugerindo um possível mecanismo pelo qual a enxaqueca influenciaria a memória, especialmente em relação à memória da dor. Conclusões: A enxaqueca está associada à disfunção global da integração multissensorial e processamento de memória. Essa condição altera a atividade de estruturas em várias regiões relacionadas à memória da dor, à memória prospectiva, bem como às memórias verbais e visuais-espaciais de curto e longo prazo. No entanto, é necessário realizar estudos com amostras maiores em associação com testes cognitivos, e sem a interferência de medicamentos para verificar possíveis alterações e tecer conclusões mais concretas.