A neurociência cognitiva é uma área acadêmica que se ocupa do estudo científico dos mecanismos biológicos subjacentes à cognição, com foco específico nos substratos neurais dos processos mentais e suas manifestações comportamentais. Se questionam sobre como as funções psicológicas e cognitivas são produzidas no sistema nervoso central. A neurociência cognitiva é um ramo tanto da psicologia quanto da neurociência, unificando e interconectando-se com várias outras subdisciplinas, tais como a psicologia cognitiva, psicobiologia, neuropsicologia e neurobiologia. Antes do desenvolvimento de tecnologias como a ressonância magnética funcional, essa área da ciência era chamada de psicobiologia cognitiva. Os cientistas que se dedicam a essa área normalmente possuem estudos baseados na psicologia experimental ou neurobiologia, porém podem vir de várias disciplinas, tais como a psiquiatria, neurologia, física, engenharia, matemática, linguística e filosofia.