ประสาทวิทยาศาสตร์เป็นศาสตร์แขนงหนึ่งของการศึกษาที่ครอบคลุมการทำงานของระบบประสาท ผู้ที่มีความสนใจด้านประสาทวิทยาศาสตร์สามารถทำงานในหลากหลายสาขาตั้งแต่จิตวิทยาไปจนถึงวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ สถาบันการศึกษาหลายแห่งทั่วโลกให้การฝึกอบรมด้านประสาทวิทยาศาสตร์โดยมีความลาดเอียงหรือโฟกัสเฉพาะ สถาบันเหล่านี้หลายแห่งยังทำการวิจัยที่ล้ำสมัยซึ่งนำไปสู่การทำงานของจิตใจมนุษย์เพื่อพยายามรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับผู้คนและวิธีการที่พวกเขาโต้ตอบกับโลก
ในฐานะที่เป็นวินัยทางวิทยาศาสตร์ประสาทวิทยาศาสตร์เริ่มเข้ามาเป็นของตัวเองในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เนื่องจากเทคโนโลยีที่สามารถส่องสว่างการทำงานของระบบประสาทก็เริ่มปรากฏขึ้น จนกระทั่งการพัฒนาอุปกรณ์เช่นเครื่อง Magnetic Magnetic Resonance Imaging (MRI) สมองเป็นกล่องดำ นักวิทยาศาสตร์จะป้อนข้อมูลและสมองสามารถดับข้อมูล แต่ไม่มีใครรู้ว่าเกิดอะไรขึ้นภายใน การพัฒนาในสาขาต่าง ๆ เช่นอณูชีววิทยาและวิทยาการคอมพิวเตอร์ช่วยปรับปรุงสาขานี้ให้ข้อมูลและเครื่องมือเพิ่มเติมในการทำงานกับ
ระบบประสาทสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วนหลัก ระบบประสาทส่วนกลางรวมถึงสมองและไขสันหลังในขณะที่ระบบประสาทส่วนปลายรวมถึงเครือข่ายที่กว้างขวางของเซลล์ประสาททุกที่ในร่างกาย มีโครงสร้างหลายอย่างรวมอยู่ในระบบประสาทตั้งแต่เซลล์พื้นฐานไปจนถึงเซลล์ glial และปฏิสัมพันธ์ของพวกมันนั้นซับซ้อนเป็นพิเศษ ระบบประสาทของมนุษย์ทำงานอย่างต่อเนื่องในการส่งและรับข้อมูลและความอยู่รอดของร่างกายแต่ละคนอาศัยระบบประสาทที่ทำงานได้
นักประสาทวิทยามองทุกแง่มุมของระบบประสาท พวกเขาศึกษาสัญญาณทางชีวเคมีที่ประสาทส่งผลของสารต่าง ๆ ในระบบประสาทการพัฒนาวิวัฒนาการของระบบประสาทและสิ่งอื่น ๆ อีกมากมาย บางคนมุ่งเน้นไปที่ระบบประสาทที่แข็งแรงขณะที่คนอื่นศึกษาพยาธิวิทยาตรวจสอบสิ่งที่ทำให้ระบบประสาทล้มเหลวและโรคของระบบประสาทสามารถป้องกันหรือรักษาได้
นักจิตวิทยาและจิตแพทย์ดูว่าระบบประสาทมีผลต่อพฤติกรรมของมนุษย์อย่างไรโดยมุ่งเน้นที่สมองและวิธีการที่ประมวลผลข้อมูล นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรคอมพิวเตอร์ได้จำลองเครือข่ายประสาทเทียมสำหรับการคำนวณบนเครือข่ายชีวภาพในร่างกายและทำการทดลองกับสิ่งต่าง ๆ เช่นการสร้างแขนขาเทียมซึ่งสามารถตอบสนองต่อสัญญาณระบบประสาทได้จริงทำให้พวกมันทำงานได้สำหรับผู้ใช้ ประสาทศัลยแพทย์ดำเนินการผ่าตัดสมองที่ละเอียดอ่อนในขณะที่ผู้เชี่ยวชาญด้านประสาทวิทยาอื่น ๆ มองไปที่วิธีการที่ผู้คนเรียนรู้คิดรับภาษาและทำงานต่าง ๆ ตั้งแต่การจดจำจนถึงการหายใจไปจนถึงการแต่งซิมโฟนี
