علم الأعصاب وعلم النفس يرتبطان بشكل وثيق، حيث يعتمد علم النفس على علم الأعصاب لفهم العمليات العقلية وسلوك الإنسان. فعلم الأعصاب يدرس تفاعلات الأعصاب وخلايا الدماغ وأثرها على سلوك الإنسان وعملية اتخاذ القرارات وتعلم المفاهيم. بينما يدرس علم النفس كيف يتصرف الإنسان وكيف يتعامل مع الآخرين والعالم من حوله.
ومن خلال تطبيق مفاهيم علم الأعصاب في علم النفس، يمكن للباحثين فهم تأثير العوامل الخارجية مثل الحوافز والتحفيزات على الوظائف الدماغية والنفسية، ولماذا يفضل الإنسان بعض الأنشطة والعمليات بدلاً من غيرها. وبهذا يمكن للعلماء من خلال علم الأعصاب والنفس تحديد كيف يؤثر تاريخ الخلفية والتنشئة والبيئة على السلوك والعمليات النفسية.
ويسهم علم الأعصاب أيضاً في فهم طريقة عمل بعض الأدوية التي تستخدم في علاج اضطرابات النفس ومشاكل العمليات النفسية، كما يمكن لهذا العلم أن يقدم توصيات بشأن كيف يمكن تحسين اتخاذ القرارات ودعم العمليات العقلية.