Lời đồn "cá vàng chỉ nhớ được ba giây" lan truyền rộng rãi trong văn hoá đại chúng, thường được dùng như một câu ví von hài hước về trí nhớ kém. Nhưng trên thực tế, các nhà khoa học nghiên cứu hành vi cá đã nhiều lần chứng minh điều ngược lại: cá vàng có thể học và ghi nhớ đường đi trong mê cung, nhận biết màu sắc hoặc âm thanh gắn với giờ cho ăn, và duy trì những ký ức này trong nhiều tuần, thậm chí nhiều tháng liền chứ không hề biến mất sau vài giây như lời đồn.

Nguyên nhân khiến lời đồn này lan rộng có thể xuất phát từ việc cá vàng thường được nuôi trong bể nhỏ, ít có hành vi phức tạp rõ rệt để người xem dễ dàng quan sát, khiến người ta lầm tưởng chúng không có khả năng nhận thức cao. Trong khi đó, các thí nghiệm khoa học bài bản cho thấy não cá vàng tuy nhỏ nhưng vẫn đủ cấu trúc để hình thành trí nhớ dài hạn: chúng có thể được huấn luyện bấm cần gạt lấy thức ăn, tránh vùng có sốc điện, hoặc phản ứng theo một tín hiệu cố định lặp lại nhiều lần trong thời gian dài. Khả năng ghi nhớ này giúp cá vàng thích nghi tốt hơn với môi trường sống, học được nơi có nguy hiểm và nơi có thức ăn.

Nhiều người nuôi cá vàng lâu năm nhận thấy cá của họ bơi lại gần thành bể mỗi khi thấy bóng người quen đến gần giờ cho ăn cố định, một dấu hiệu rõ ràng của trí nhớ liên kết theo thời gian và hình ảnh. Trong các thí nghiệm khoa học, cá vàng được huấn luyện bấm vào một cần gạt màu nhất định để nhận thức ăn vẫn nhớ và thực hiện đúng thao tác đó sau nhiều tuần không luyện tập lại. Điều này cho thấy trí nhớ của chúng bền hơn nhiều so với những gì lời đồn vẫn nói.

Rất nhiều người tin chắc cá vàng chỉ nhớ được vài giây nên nuôi trong bể quá nhỏ và đơn điệu vì nghĩ chúng không cảm nhận được sự nhàm chán, nhưng đây chính là hiểu lầm gây ảnh hưởng thật sự tới phúc lợi của cá. Vì cá vàng có trí nhớ và khả năng học tập tốt hơn nhiều so với lời đồn, chúng cũng cần môi trường sống đủ rộng và có vật trang trí để tránh nhàm chán, giống như nhiều loài thú cưng khác cần được kích thích tinh thần.