العلوم العصبية هي الحقل الذي يدرس و يتعامل مع البنى العصبية ، الوظائف العصبية ، التطور العصبي ، علم الجينات ، الكيمياء الحيوية ، الفيزيولوجيا ، علم الأدوية ، إضافة إلى علم الأمراض العصبي .
يطلق عليه أيضا اسم البيولوجيا العصبية حيث يندرج ضمن الطب و يدرس الظواهر المخية. فقد أكتشف مثلا أن عدد الخلايا المخية لا يتغير تقريبا مع الزمن ولكن الذي يتغيير هو كيفية تواصل و تلاحم هذه الخلايا. فكلما درب المرء نفسه و أجهد دماغه بالتفكير كلما زاد عدد الوصلات و إلتحامها و هو ما يؤدي إلى مقدرة أكبر على الإستيعاب و الذكاء و العكس بالعكس.
الدراسة البيولوجية للدماغ البشري يشكل أساس هذا الحقل المتداخل الذي يتضمن العديد من مستويات الدراسة ، من المستوى الجزيئي إلى المستوى الخلوي (العصبونات المفردة) ، إلى مستوى التجمعات الصغيرة نسبيا من العصبونات مثل cortical columns ، و الجمل الفرعية الأكثر تعقيدا مثل ساحات الإدراك البصري visual perception ، و حتى الجمل العصبية الضخمة مثل القشرة المخية cerebral cortex و المخيخ cerebral cortex كأعلى مستويات التعقيد ضمن الجهاز العصبي .
في المستويات العالية من التعقيد ، تصبح طرق البحث العصبية مندمجة مع علوم الإدراك cognitive science لتشكل ما يمكن تسميته علوم عصبية إدراكية cognitive neuroscience ، و هو عبارة عن تخصص أول من تحدث به علماء النفس الإدراكي cognitive psychologists ، لكنه أصبح الأن تخصصا منفردا تتم خلاله الكثير من الأبحاث و الدراسات . الكثير من الباحثين يعتقد أن العلوم العصبية الإدراكية تشكل طريقة بحث علمية أدنى-اعلى (من المستوى الأبسط إلى الأعقد) bottom-up approach لفهم العقل و الوعي ، و هذا يكمل الطريقة أعلى-أدنى