研究和說明人的心理活動與大腦的關係的心理學重要分支。是心理學與神經學的交叉學科。它不象神經生理學那樣單純地研究和說明腦本身的活動，也不象心理學那樣單純地分析行為和心理活動，而是把腦當作心理活動的物質本體，綜合研究二者的關係。它在理論上對闡明“心理是腦的功能”具有關鍵性的意義；在實踐中，可以為神經科學的臨床診斷和治療提供方法和依據。
習慣上是把1861年法國外科醫生P.佈羅卡發現左腦額下回病變引起運動性失語癥作為神經心理學學的歷史起點。自那時起，神經心理學自身的發展一直沿著所謂“臨床神經心理學”和“實驗神經心理學”這兩條道路不斷前進。在臨床觀察方面已積累瞭大量有關局部腦損傷的病例；在實驗室方面，通過對動物腦損毀的實驗研究和人類大腦兩半球功能的生化、生理和實驗心理學的研究也積累瞭大量資料。就當代的趨勢看，臨床和實驗室的密切配合是卓有成效的工作方法，所以兩條道路開始向一條道路轉化。
形成和發展 古人用靈魂與肉體的關系來說明心理活動的種種性質，以猜想的形式萌發瞭古代的神經心理學思想。亞裡士多德通過觀察分析曾把心理過程分為感覺、知覺、幻想、註意、記憶、認識活動等多種；C.加倫在公元2世紀則提出精神活動的“氣體學說”；公元4世紀末，耐美思林斯和A.奧古斯丁在這兩種思想的基礎上形成瞭腦室學說。認為，人的腦室分為前、中、後3室。並認為知覺和表象定位在前室，而思維和記憶則定位在中室和後室。這一學說經由中世紀統治學界達1200年之久。
1543年A.維薩裡以其具有說服力的資料啟發人們擺脫腦室學說，而去努力尋找腦實體中的某種“單個器官”作為精神活動的住所。但是，由於這時期的學者隻依靠主觀推測，所以，在否定瞭腦室學說之後的大約200年左右，關於心理與腦的關系問題沒有更深刻地得到說明。
18世紀前期T.裡德把人的心理活動分解為各種原始能力；而臨床醫生和解剖學傢便相應地尋找這些原始能力的腦器官。1796年，德國神經解剖學傢F.J.加爾發表瞭機械定位的學說，認為腦中有很多獨立器官，每一種器官都控制著一種單獨的、天生的心理活動功能。腦器官本身在顱骨上又有相應的突起。這種學說後來便發展成為影響很大的顱相學。顱相學是不符合科學事實的，但從那時起，人們便開始建立起心理活動腦功能定位的信念。與加爾的機械定位論相對立，法國生理學傢M.-J.-P.弗盧朗又提出腦的等能論。他認為，大腦是作為一個統一整體進行工作的，各種類型的行為障礙，實際上隻與大腦被損害的量有關。他第一次用實驗證明大腦皮層不同區域之間在功能上是交替的和可塑的。這種學說與機械定位說的激烈爭辯，一直延續到19世紀中期和後期。
19世紀中期R.菲爾肖的細胞病理學問世。把有機體看成是“細胞國傢”的觀點得到廣泛流傳。這一學說對神經心理學的直接影響便是促使人們去研究腦皮層的細胞結構。同時，也努力把腦的某一區域和某種心理活動聯系起來。這就是神經心理學中的“定位主義”的開始。1861年，佈羅卡正是沿著定位主義的道路，第一次以病理解剖證實言語表達障礙的癥狀是由左腦額下回後部病變引起的。這一發現，直接把心理活動與大腦實體聯系起來，用事實結束瞭關於心理過程是靈魂活動的臆說。隨後，1870年維也納外科醫生G.弗裡奇和德國精神病醫生E.希齊希用電流刺激狗的大腦皮層引起相應的一群肌肉的運動。1874年俄國解剖學傢B.A.貝茲發現，主管運動的中樞是由巨大的錐形細胞（即貝茲細胞）組成的。
整個19世紀後半期，是神經心理學中“狹隘定位主義”突飛猛進的時期。與貝茲同時，德國精神病醫生C.韋尼克記述瞭10例感覺性失語的病人。他對3例病人進行屍解，看到損傷病變在左側顳上回後部。1876年D.費裡爾用動物實驗確定瞭聽覺中樞在顳葉；H.孟克於1881年發現狗的枕葉被破壞以後便看不到所有的對象。但是，這一時期的神經心理學思想並不隻限於定位主義。古代思想中的“整體論”作為定位主義的對立面始終發展著。德國生理學傢F.L.戈爾茨在1876年用實驗證明，動物大腦皮層的部分損傷可以引起“心理能力”的普遍下降，這就說明大腦皮層總是作為一個整體進行著反應活動。定位主義的最強的反對者是英國神經心理學傢J.H.傑克遜。他認為對於心理過程來說，其腦組織是十分復雜的，因此不能從有限部分的定位觀點來考察，隻能從整個結構水平的立場出發進行分析。他第一個提出，言語活動的腦定位和言語障礙的腦定位是兩碼事。他註意到，言語障礙的病人並不是言語完全喪失，有時隨意性言語功能被破壞，但自動化言語和情緒性言語仍然保持。也是他最先提出關於中樞神經活動系統的“功能組織”的概念。他把腦的功能組織分為3等:第一是低級水平，包括脊髓和腦幹；第二是中等水平，包括大腦皮層的運動和感覺區；第三是高級水平，指大腦額葉。但是，這些思想隻是在後來才為他的繼承者瑞士神經心理學傢K.W.莫納科夫(1914)、英國神經學傢H.黑德(1926)和K.戈爾德施太因(1927)所理解和發展。而其中最突出的應是黑德所謂的經典時期，這一時期到20世紀初期基本結束。在這一短暫的時期裡積累瞭大量資料，並形成瞭神經心理學中的“機械定位主義”和“整體主義”兩種觀點。
由於持不同觀點的學者在理論思維方面都有其局限性，所以這一時期並沒有出現理論上的突破。狹隘定位主義者無法解釋與自己見解相矛盾的大量事例；而整體論者由於把心理活動和整個大腦的質量聯系起來，所以最後難免回到“大腦是原始的、未分化的組織”這一陳舊觀念中去。
現代神經心理學 20世紀初，神經科學的發展在皮層細胞結構和皮層神經纖維結構兩方面取得瞭進展。前者以K.佈羅德曼把人腦皮層區分為47個區域的腦圖為傑出代表，後者以德國精神病學傢P.E.弗萊奇塞西的工作最突出。然而，對心理學傢或神經心理學傢來說，最關心的卻是組織結構和纖維道路與功能之間的關系是什麼。
在神經心理學的資料積累比較充分的基礎上，1929年E.G.波林第一次提出神經心理學這一名稱。此後，人們便開始瞭十分細致的臨床研究和實驗室工作。30～40年代，一批著名的神經病學傢和神經學傢湧現出來。其中最著名的是加拿大神經外科醫生W.潘菲爾德。40年代，他利用神經外科開顱手術的機會，以微弱電流刺激的方法，取得瞭皮層感覺和運動功能定位的直接證據，這便是一直沿用的感覺運動定位圖。隨後，他又和其他人一起研究瞭聯系這些區域的傳入、傳出纖維通路以及與人類言語活動相關聯的皮層結構，在較廣的范圍內開拓瞭對行為與腦的功能相關性的現代研究。
在這些研究的促進下，神經心理學出現突破性進展，這一進展是同蘇聯神經心理學傢Α.Р.魯利亞的貢獻分不開的。他通過長期臨床觀察，總結瞭大量腦損傷病例，以腦的3個基本功能聯合區的新范疇來探討腦在人的各種心理活動過程中的功能組織原則，並相應地把大腦分成3大塊功能單元，即大腦皮層聯合區。大腦皮層聯合區包括：①第一功能聯合區，它調節皮層緊張度並維持覺醒狀態，位於皮下網狀結構及其所屬部分，這是腦的第一塊功能單元。②第二功能聯合區，是接受、加工和儲存信息的聯合區，其功能被歸結為對來自各個分析器興奮的整合，保證著整個一組分析器的協同工作；它位於大腦兩半球的後部，即皮層的各個感覺區（視覺、聽覺和軀體感覺等），這是腦的第二塊功能單元。③第三基本功能聯合區，是規劃、調節和控制復雜心理活動的聯合區，這些積極的能動的心理活動是由位於大腦兩半球前部中央溝以前的腦區實現的，這是腦的第三塊功能單元。第二、第三聯合區都是分層次的結構，由彼此重疊的3種不同類型的皮層區構成，即投射皮層區、投射－聯絡皮層區和重疊皮層區。人的心理過程是非常復雜的功能系統活動，這些過程不可能獨力地定位於腦的狹小而局限的部位，而隻能在協同工作著的腦器官各組成要素的參與下實現。3個基本聯合區就是這些復雜組成要素的不同體系。人的各種心理過程就是依賴這三個功能聯合區的統一活動得以實現的。魯利亞的這種以功能系統的原則解釋心理活動的理論對研究行為與腦的復雜關系來說無疑是一大進步。
R.W.斯佩裡等人則利用割裂腦手術對大腦兩半球功能分工這一神經心理學的重大課題進行瞭深入研究。早年斯佩裡曾在貓腦和猴腦中割斷視交叉、胼胝體和其他聯合纖維，使兩側大腦半球各自獨立地接受外界刺激以研究動物的各種心理現象和行為。這種技術最後被神經外科醫生應用於頑固性癲癇的治療。斯佩裡對經過割裂腦手術的病人進行瞭數年精細的實驗研究，終於發現胼胝體切斷以後，左、右半球便獨立地進行活動。這種情況下所進行的心理學實驗表明，絕大多數右利手患者對於呈現到左半球的語詞可以認知，而對呈現在右半球的卻不能認知。另外的實驗表明，病人的左手保持瞭繪畫的能力但喪失瞭書寫技能，右手的情況則正好相反。病人可以說出右手內物體的名稱卻說不出左手內的，但可以用左手指出曾經握過的物體。左右腦的功能分立就是通過這些行為實驗被證實的。
現代神經心理學與以往不同之處主要在於它已建立起自身的理論和采用瞭獨特的方法，如皮層直接電刺激法、一側電休克法、雙聽技術、半邊視野速示器技術以及裂割技術等。
中國自1979年開始瞭神經心理學的系統研究，在臨床和實驗室進行瞭許多工作。1985年開始瞭割裂腦的臨床觀察和神經心理學的實驗研究，並取得一定的進展。