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 عليها 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 يتغير هو كيفية تواصل و تلاحم هذه الخلايا. فكلما درب المرء نفسه و أجهد دماغه بالتفكير كلما زاد عدد الوصلات و التحامها و هو ما يؤدي إلى مقدرة أكبر على الإستيعاب و الذكاء و العكس بالعكس.
تعتبر الدراسة البيولوجية للدماغ البشري أساس هذا الحقل المتداخل الذي يتضمن العديد من مستويات الدراسة ، مرورا بالمستوى 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 بوصفها أعلى مستويات التعقيد ضمن الجهاز العصبي .
وفي 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 كان أول من تحدث به هم علماء النفس الإدراكي cognitive psychologists ، لكنه أصبح الآن تخصصا منفردا تتم من خلاله الكثير من الأبحاث و الدراسات . ويعتقد الكثير من الباحثين بأن العلوم العصبية الإدراكية تشكل طريقة بحث علمية أدنى-أعلى (من المستوى الأبسط إلى الأعقد) bottom-up approach لفهم العقل و الوعي ، و هذا يكمل الطريقة أعلى-أدنى (من المستوى الأعقد إلى الأبسط) the top-down approach التي يتصف بها علم النفس .
وتتضمن مجالات العلوم العصبية حقول متنوعة مختلفة مثل :
عمل النواقل العصبية عند المشابك العصبية .
الآليات الحيوية المؤسسة لعملية التعلم learning (تعلم توضيحي declarative learning و تعلم حركي learning ) .
كيف تساهم الجينات في التطور العصبي في المرحلة الجنينية و خلال الحياة .
عمل البنى العصبية الأبسط نسبيا للكائنات الأدنى مثل الكائنات البحرية .
بنية و وظيفة الدارات العصبية المعقدة في الادراك و الذاكرة و الكلام .