العلوم العصبية هو الحقل الذي يدرس ويتعامل 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 ويدرس الظواهر المخية. فقد اكتشف مثلا أن عدد الخلايا المخية لا يتغير تقريبا مع الزمن ولكن الذي يتغيير هو كيفية تواصل وتلاحم هذه الخلايا. فكلما درب المرء نفسه وأجهد دماغه بالتفكير كلما زاد عدد الوصلات والتحامها وهو ما يؤدي إلى مقدرة أكبر على الاستيعاب والذكاء والعكس 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، والجمل الفرعية الأكثر تعقيدا مثل ساحات الإدراك البصري visual perception، وحتى الجمل العصبية الضخمة مثل القشرة المخية cerebral cortex والمخيخ cerebral cortex كأعلى مستويات التعقيد ضمن الجهاز العصبي.