Holubi se objevili v mnoha experimentech srovnávací psychologie, včetně experimentů zabývajících se poznáváním zvířat, a díky tomu máme značné znalosti o inteligenci holubů.
Dostupné údaje například ukazují, že:
To vše jsou schopnosti, které se pravděpodobně vyskytují u většiny druhů savců a ptáků. Kromě toho mají holubi neobvyklé, možná jedinečné schopnosti učit se cesty zpět do svého domova z velkých vzdáleností. Toto chování při lovu se liší od chování ptáků, kteří vykazují migraci, která se obvykle vyskytuje na pevné trase v pevně stanovených ročních obdobích, zatímco při lovu je pružnější; podobné mechanismy však mohou být zapojeny.
Kromě toho jsou holubi jedním ze šesti druhů, které prošly zrcadlovým testem – který testuje, zda zvíře rozpozná svůj odraz jako obraz sebe sama – spolu s lidmi, šimpanzi, gorilami a orangutany. Nicméně testy, které měly ukázat, že holubi by mohli projít zrcadlovým testem, byly kritizovány mnoha vědci.