สมองกลีบขมับ (อังกฤษ: Temporal lobe; lobus temporalis) ในทางประสาทกายวิภาคศาสตร์ เป็นส่วนของเปลือกสมองในซีรีบรัม อยู่บริเวณด้านข้างของสมอง ใต้ร่องด้านข้าง (lateral fissure) หรือร่องซิลเวียน (Sylvian fissure) ในซีกสมองทั้งสองข้างของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม[1] หากมองสมองของมนุษย์ให้เหมือนนวมนักมวย สมองกลีบขมับเป็นส่วนของนิ้วโป้งสมองกลีบขมับมีหน้าที่เกี่ยวข้องกับระบบความจำทางการเห็น การประมวลความรู้สึกคือการเห็น การเข้าใจในภาษา การบันทึกความทรงจำใหม่ ๆ อารมณ์ความรู้สึก และการเข้าใจความหมาย[2]:21นอกจากนั้นแล้ว สมองกลีบขมับยังมีหน้าที่เกี่ยวข้องกับการได้ยิน เป็นที่อยู่ของคอร์เทกซ์การได้ยินปฐมภูมิ และสมองส่วนนี้ยังเกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ความหมาย (semantics) ทั้งในการพูดและการมองเห็น