A neurobiológia a biológia és a neurológia egyik alszakterülete. Az idegrendszer sejtjeinek és szerveződésének, mint a viselkedést szabályozó és információt feldolgozó rendszernek a tanulmányozása. A neurobiológiai rendellenességek olyan betegségek, amelyek az idegrendszer működését érintik. E rendellenességek tünetei általában a viselkedés szabályozására való képtelenséggel járnak; például a skizofréniában szenvedők bizarr módon viselkednek, az epilepsziások pedig nem tudják kontrollálni az esésüket. Néha a tünetek az információfeldolgozással kapcsolatosak; például a figyelemzavarban/hiperaktivitásban szenvedő embereknek gondot okoz a koncentráció és az összetett feladatok megszervezése. Az orvosok több száz neurobiológiai rendellenességet ismernek, például Alzheimer-, Parkinson- és Huntington-kór, autizmus, depresszió, agyi bénulás, szklerózis multiplex, bipoláris és rögeszmés/kényszeres zavarok és még sok más. Ezek az agy működését befolyásolják, és magából az agyból eredhetnek. Úgy tartják, hogy genetikai, környezeti és metabolikus tényezők bizonyos kombinációi okozzák őket. A neurobiológiai rendellenességeket neurológiai rendellenességeknek is nevezik.