Neurobiologia on sekä biologian että neurologian osa-alue. Se tutkii hermoston soluja ja niiden järjestäytymistä käyttäytymistä sääteleväksi ja tietoa käsitteleväksi järjestelmäksi. Neurobiologiset häiriöt ovat sairauksia, jotka liittyvät hermoston toimintaan. Näiden häiriöiden oireisiin liittyy yleensä kyvyttömyys säädellä käyttäytymistä; esimerkiksi skitsofreniaa sairastavat käyttäytyvät oudoilla tavoilla, ja epileptikot eivät pysty hallitsemaan kaatumistaan. Joskus oireet liittyvät tiedonkäsittelyyn; esimerkiksi tarkkaavaisuushäiriö/hyperaktiivisuushäiriötä sairastavilla on vaikeuksia keskittyä ja organisoida monimutkaisia tehtäviä. Lääkärit tunnistavat satoja neurobiologisia häiriöitä, kuten Alzheimerin, Parkinsonin ja Huntingtonin taudit, autismi, masennus, aivohalvaus, multippeliskleroosi, kaksisuuntainen mielialahäiriö ja pakko-oireiset häiriöt sekä monet muut. Ne vaikuttavat aivojen toimintaan ja voivat olla peräisin itse aivoista. Niiden katsotaan johtuvan tietyistä geneettisten, ympäristö- ja aineenvaihduntatekijöiden yhdistelmistä. Neurobiologisia häiriöitä kutsutaan myös neurologisiksi häiriöiksi.