探讨认知历程的生物学基础。主要的目标为阐明心理历程的神经机制，也就是大脑的运作如何造就心理或认知功能。认知神经科学为心理学和神经科学的分支，并且横跨众多领域，例如生理心理学、神经科学、认知心理学和神经心理学。认知神经科学以认知科学的理论以及神经心理学、神经科学及计算机模型的实验证据为基础。由于其跨领域的特性，认知神经科学家的背景除了上述提到的学科之外，还有来自神经生物学、神经化学、精神病学、神经学、内分泌学、有机化学、物理学、语言学、哲学和数学等学门。认知神经科学採用的研究方法，包括来自心理物理学、