Khoa học thần kinh là một ngành khoa học về hệ thần kinh. Khoa học thần kinh nghiên cứu về cấu trúc, chức năng, lịch sử tiến hóa, phát triển, di truyền học, hóa sinh, tâm lý học, dược lý học, khoa học thần kinh thông tin - khoa học thần kinh máy tính, bệnh lý học của hệ thần kinh. Tổ chức nghiên cứu bộ não quốc tế (International Brain Research Organization) được thành lập năm 1960, Viện bộ não và hành vi châu Âu (European Brain and Behaviour Society) được thành lập năm 1968, Viện khoa học thần kinh (Society for Neuroscience) thành lập năm 1969, nhưng việc nghiên cứu về thần kinh của con người đã có từ thời Ai Cập cổ đại. Trước kia, khoa học thần kinh chỉ là một nhánh của sinh học. Gần đây đã có sự quan tâm về đề tài này từ nhiều bộ môn như tâm lý học thần kinh và tâm lý học nhận thức, khoa học máy tính, khoa học thống kê, vật lý học, triết học và y học. Phạm vi của khoa học thần kinh đã được mở rộng bao gồm các nghiên cứu hệ thống, khoa học, thực nghiệm và lý thuyết về hệ thần kinh trung ương và hệ thần kinh ngoại vi của các cơ quan sinh học.