ניורוכימיה היא חקר הניורוכימיקלים, הכוללים
מוליכים עצביים (ניורוטרנסמיטרים),
כווננים-עצביים (נוירומודולטורים), הורמונים-עצביים (נוירו-הורמונים), ומולקולות אחרות כמו
תרופות המשפיעות על פעילות תאי העצב (ניורונים). ניורוכימיה היא תחום במדעי המוח, ובוחן את הקשר בין התרכובות האורגניות הפעילות במערכת העצבים, לתהליכים עצביים כמו ניורופלסטיות, ניורוגנסיס והבחנה עצבית. למחקר הנוירוכימי השפעה חזקה על הרפואה והפסיכולוגיה.