Het geheugenpaleis is een culturele geschiedenis van het geheugen, en een studie van de technieken om ons vermogen tot herinneren te beïnvloeden en effectief te trainen. Sommige technieken zijn nieuw, andere gaan terug op eeuwenoude kennis: klassieke technieken waarmee in de middeleeuwen hele boeken uit het hoofd werden geleerd. Maar Foer gaat verder dan de geheugensport en onderzoekt de ongrijpbare aard van het geheugen aan de hand van gesprekken met mensen met bijzondere geestelijke vermogens, of het tegenovergestelde, met stoornissen.