脳科学（のうかがく）は、ヒトを含む動物の脳とそれが生み出す機能について研究する学問分野である。神経科学（しんけいかがく）の一般名。以下に神経科学に関して記述するが、脳科学と呼ばれる物にはこれに当てはまらない擬似科学も多く含まれる。
対象とする脳機能としては視覚認知、聴覚認知など感覚入力の処理に関するもの、記憶、学習、予測、思考、言語、問題解決など高次認知機能と呼ばれるもの、情動に関するものなどである。
そもそもは認知神経科学と呼ばれる分野の一般向けの呼称の仕方であったが、最近は脳と心を結びつけて議論する研究全般がこう呼ばれるようになった。
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電気生理学：動物においてパッチクランプ法、細胞内および細胞外電位記録法、ヒト・動物において、脳波、脳磁図、経頭蓋磁気刺激 (TMS) などを用いて神経細胞の興奮に関係する電気活動を、ミクロ・マクロのレベルで調べる。
神経解剖学：神経細胞の内部構造、神経細胞間のつながり、細胞構造の動的変化などを光学顕微鏡、電子顕微鏡、凍結割断法、免疫染色その他を用いて調べる。
分子生物学：遺伝子レベル、蛋白レベルで神経細胞の特性などを調べる。