La neurociencia cognitiva se superpone con la psicología cognitiva y se enfoca en los sustratos neurales de los procesos mentales y sus manifestaciones conductuales.

Los límites entre psicología, psiquiatría y neurociencia se han vuelto bastante borrosos.

Los neurocientíficos cognitivos tienden a tener experiencia en psicología experimental, neurobiología, neurología, física y matemáticas.

Los métodos empleados en neurociencia cognitiva incluyen experimentos psicofísicos, neuroimagen funcional, estudios electrofisiológicos de sistemas neuronales y, cada vez más, genómica cognitiva y genética conductual.

Los estudios clínicos en psicopatología en pacientes con déficit cognitivos constituyen un aspecto importante de la neurociencia cognitiva.

Los principales enfoques teóricos son la neurociencia computacional y las teorías de la psicología cognitiva descriptiva más tradicionales, como la psicometría.