研究心理現象和行為產生的生理過程的心理學分支。它試圖以腦內的生理事件來解釋心理現象。又稱生物心理學、心理生物學或行為神經科學。
近代實驗生理心理學的發展 首先提出生理心理學這一學科名稱的應推《生理心理學綱要》(1874)的作者、實驗心理學的創始人W.馮特。此書是第一本生理心理學專著，可以說是作者設想的一門新的科學領域的梗概。意在說明心理學可以用客觀的、生理學的的方法加以研究。然而從神經生理和腦功能方面探討心理現象和行為的實驗工作卻早已由神經學傢和生理學傢開始瞭。如法國的神經學傢M.-J.-P.弗盧朗早在1824年即開始用切除部分腦區的方法來研究腦的各部分結構與心理能力的關系，提出的結論是：腦是由多個器官合成的，各器官的功能有所區別，大腦是智力器官，小腦是協調運動的器官，延腦是維持生命的器官。而大腦本身的性質是統一的，知覺、意志和一切智力都在此器官中，而且彼此是不可分的。德國的醫生和生理學傢E.希齊希和G.弗裡奇1870年首次發表瞭用電流刺激狗的大腦皮層的不同區域所獲得的結果，發現刺激大腦皮層額葉的某些部位時可產生個別的肢體運動，這是大腦皮層功能定位說的最初實驗根據。1876年D.費裡爾將電刺激法應用於胡狼、貓、豚鼠、鴿、魚和蛙等動物。結果確定瞭感覺和運動功能的腦定位原則。此後德國生理物理學傢H.von赫爾姆霍茨測量神經沖動傳導的速率，探討顏色視覺和聽覺的原理(見色覺理論和聽覺理論)。20世紀初英國生物學傢C.S.謝靈頓開始研究感覺心理學，發表瞭顏色視覺、閃光視覺以及觸覺和肌肉動覺的研究結果，提出瞭內感受器、外感受器和本體感受器等術語；他闡述瞭神經元、突觸和神經系統的整合作用的概念，並且研究瞭脊髓的反射機制。發現瞭肌肉的神經支配的興奮和抑制的交互方式以及神經元的興奮和抑制的空間和時間的總和作用；他強調人類意識的獨特性質，認為不能將心理簡化為腦功能，因此他的心理學被認為是二元論的。差不多與謝靈頓同時代，但觀點相反的是蘇聯的生理學傢И.Π.巴甫洛夫，他開創瞭經典條件反射的實驗工作；研究瞭條件反射形成和發展的許多規律，如強化、消退、自然恢復、泛化、分化或興奮的擴散和集中；認為胃液或唾液的條件反射的分泌就是心理性質的分泌，而條件反射則是一種高級神經活動，由此提出高級神經活動規律的學說；他認為動物有兩種類型的反射活動：①無條件反射，等同於物種的本能行為；②條件反射，即學習的行為。兩者都屬於第一信號系統。人類還有第二信號系統，即人的語言系統。兩種信號系統工作的原理是一致的，都服從於條件反射形成的一切規律。他指出，人類的精神病發生於第二信號系統的障礙。人類以下的動物隻能患神經病，而不會有精神病。巴甫洛夫是完全的反射論者，他的條件反射實驗方法和條件反射概念對後來的行為主義心理學影響很大（見巴甫洛夫學說）。
20世紀初(1907)行為主義心理學的創始人J.B.華生開始用外科手術剝奪大鼠的各種感覺來研究大鼠在學習迷津中依賴的感覺暗號，並指出大鼠自身的運動覺是最主要的感覺暗號。繼華生之後，K.S.拉什利采用切除部分大腦皮層的方法，在大鼠身上研究大腦皮層的損傷部位和損傷范圍與學習和記憶能力損失的關系，發現大鼠學習和記憶能力損失的程度與大腦皮層損毀的部位相關不大，而與損毀的范圍有顯著相關，因此提出瞭大腦皮層功能等勢說和總體活動的原則。他們的工作可稱為心理學傢直接從事生理心理學實驗研究的開始。
生理心理學研究的范圍和方法 當代生理心理學的研究者無論其哲學背景如何，都已承認必須從腦的活動方面來探討心身關系。研究的領域已不限於探討與學習和記憶或感覺和知覺有關的神經基礎，而發展到瞭對心理現象和行為的全面的生物基礎的研究，包括從信息理論的觀點來研究感知覺信息加工的神經過程；運動反應和反饋信息在控制身體運動和技巧動作中的神經機制；行為的動機因素，或諸如攝食、飲水、睡眠和生殖等基本行為調節的生理機制，包括中樞神經和內分泌系統控制的與情緒經驗有關的神經和內分泌腺活動的機制，精神障礙的神經生理問題；記憶的神經解剖及生理和生化基礎；高級心理功能，如語言和意識活動的腦機制；大腦兩半球的功能專化特性，以及大腦皮層功能的區域分化和整合問題等，而且這些方面的研究也涉及到物種行為的進化和個體發育問題。
生理心理學近40年來，隨著研究領域的不斷開拓，研究的方法和技術也日益精煉和多樣化。在方法上采用瞭比較心理學傢應用的訓練動物學習和測量動物反應的迷津、辨別箱、斯金納箱以及觀測經典條件作用和測量情緒反應的曠場箱等。在技術上應用電子學的新技術，不僅能在頭皮上記錄腦電，而且能夠記錄腦內單個神經元的活動（見彩圖）。放射自顯影、X光層描術、正電子放射層描術和核磁共振術也逐漸用來探索人在從事某種工作時腦內各部分的物質代謝活動的變化和觀察與某種功能障礙有關的腦內的局部病變情況。
用微電極記錄神經細胞發出的沖動
生理心理學的實驗研究所能采用的實驗方法主要有兩類：①用特別的（如外科手術、電刺激、化學物質刺激或損毀等）手段幹涉腦的整體或局部活動以觀察行為的變化或能力的損失；②幹涉行為（如強迫動物學習某種技能、限制動物的某種活動、剝奪動物的某種感覺傳入、社會隔離等）以觀察腦內物質的變化和神經元的活動的改變。通過這兩類方法來研究行為的變化與腦內發生的生物事件的關系。但是，某一行為與某種腦事件可能有直接的因果關系，也可能有復雜的間接關系，甚至可能是一種平行的關系，所以即使出現瞭行為的某種變化與腦內發生的某種事件（如某些部分的神經元的放電活動的改變或某一腦區的化學物質的改變）有極顯著的相關，如不對照其他資料作全面的分析，也難下因果關系的結論。
生理心理學是一門綜合性學科，它與生理學、神經解剖學、神經生理學、生物化學、心理（或行為）藥物學、神經病學、神經心理學、內分泌學以及行為遺傳學等都有密切的聯系。生理心理學綜合各鄰近學科的研究成果來窺探心理現象賴以產生的腦的組織和工作的奧秘。
心理現象是腦整體活動的產物，是腦對現實刺激和過去種種經驗的反映。因此，生理心理學著重從整體觀點來看待作為心理現象基礎的神經活動。生理心理學研究腦的各部分結構的功能，重在瞭解這些部分如何參與腦的整體工作。研究單個神經元對特殊刺激的反應也是為瞭追蹤實現某些行為反應或行為變化的神經線路和組織情況，而非出自對神經元本身的生理學的興趣。這是生理心理學的研究目的有別於神經生理學之處。
參考書目
N.R.Carlson，Physiology of Behavior， Allyn and Bacon，Boston，1986.
M.R.Rosenzweig and A.L.Leiman， Physiological Psychology，D.C.Heath and Company，Lexington，1982.