يستخدم علم النفس الفسيولوجي العديد من الطرق والأدوات المختلفة لفهم كيفية عمل الأعضاء والنظم الفسيولوجية في الجسم وكيف تؤثر على عمل الدماغ والسلوك الإنساني. ومن بين هذه الطرق والأدوات:
1- الفحص الكهربائي: يستخدم لفحص النشاط الكهربائي في الدماغ وقياس العبور الكهربائي للإشارات العصبية بين الخلايا العصبية.
2- التصوير الوظيفي للدماغ : يستخدم لتحديد المناطق الدماغية المشاركة في إجراءات الذاكرة، التركيز، التفكير والقرارات.
3- تسجيل الموجات الدماغية: يستخدم لقياس النشاط الكهربائي للدماغ عن طريق إلصاق الأقطاب بفروة الرأس.
4- الأشعة المقطعية: يستخدم لتحديد تشكيل الدماغ و المخ والبروتينات العصبية من خلال توليد صورة للجسم بتقطيع الأشعة إلى رقائق رقيقة.
5- التحليل الهرموني: يستخدم من اجل دراسة الهرمونات المفرزة من الغدد الصماء في الجسم وكيفية تأثيرها على السلوك الانساني.