生物心理學是對行為和精神狀態的生物學基礎進行的科學研究。由於所有行為都受中樞神經系統控制，因此研究大腦如何運作以瞭解行為是合理的。這是行為神經科學、認知神經科學和神經心理學採取的方法。神經心理學是心理學的一個分支，旨在瞭解大腦的結構和功能如何與特定行為和心理過程相關。神經心理學家通常被聘為科學家來推進科學或醫學知識。神經心理學特別關注對腦損傷的理解，並嘗試找出正常的心理功能。
認知神經科學透過使用神經影像工具（如 fMRI）來研究大腦和行為之間的聯絡，觀察大腦的哪些區域在特定任務期間處於活躍狀態。