神经科学（英语：neuroscience），又称神经生物学，是专门研究神经系统的结构、功能、发育、演化、遗传学、生物化学、生理学、药理学及病理学的一门科学。对行为及学习的研究都是神经科学的分支。

对人脑研究是个跨领域的范畴，当中涉及分子层面、细胞层面、神经小组、大型神经系统，如视觉神经系统、脑干、脑皮层。

最高层次的研究就是结合认知科学成为认知神经科学，其专家被称为认知心理学家。一些研究人员相信认知神经科学提供对思维及知觉的全面了解，甚至可以代替心理学。

神经科学致力于科学地研究神经系统。尽管神经科学学会成立于1969年，但是对于大脑的研究很早就已经开始。传统的神经科学是生物科学的一个分支。其研究范围包括对神经系统的结构，功能，进化史，发育，遗传，生理学，药理学和病理学研究，近年来神经科学的研究深度有了突破性成长，开始与其他学科有了越来越多的交叉与融合，如认知和神经心理学，精神疾病学，计算机科学，生物信息学，计算神经生物学，统计学，物理学，生物化学，犯罪学，医学科学和哲学陆续加入研究行列。

暂时最关心的课题是：

神经突触的神经信号传递者 学习在生物层面的操作原理 基因在胚胎时期对神经系统的发育 其他生物的简单神经系统的操作 应用于感官、记忆及语言的复杂神经系统的结构及功能。

最近研究进展：近年来，在量化分析大脑处理信息运作过程方面有了一些新的进展，如近年发表的《大脑处理信息量化模型和细节综合报告》、《基于量化模型的对大脑高效可靠处理信息实现机制的分析》、《基于大脑处理信息量化模型的对若干认知问题的分析》等所介绍的一系列论文综合整理分析已有的各层面的知识，建立有坚实解剖学基础、能联系各层面、量化描述大脑信息处理过程的模型和框架，提出血液循环在大脑处理信息过程中有时序控制作用，用量化模型结合结构风险最小化相关理论分析说明时序控制作用对大脑高效可靠处理信息的意义；汇总介绍量化模型中的细节；分析了大脑能正确而高效处理信息，使智力能够诞生的原因；分析了理论建立和应用过程的神经生理学原理、只能有相对真理的神经生理学原因；还建立和介绍了另外一种量化分析方案；等。