计算神经科学，亦称理论神经科学或数学神经科学，是神经科学的分支，为一门跨领域学科，包含神经科学、认知科学、资讯工程、电脑科学、物理学及数学等。主要特点是透过数学模型与理论分析，将人脑抽象化，尝试理解神经系统调控神经的原则，像是神经系统的、构造、生理、认知功能。理论上，计算神经科学是理论神经科学的子领域，该领域旨在用电脑程式模拟的方式来验证与解决数学模型。 但由于大多数的数学模型若建立在符合生物学的情况下，会变得过于复杂，无法进行分析。因此这两个术语被视为同义词，可交换使用，数学神经科学亦可用来强调该领域