Tâm lý học sinh học là một nhánh của tâm lý học khám phá cách các chất dẫn truyền thần kinh trong não ảnh hưởng đến cảm xúc và hành vi. Nó thường được coi là một phân ngành của tâm lý học kết hợp lĩnh vực này với sinh học.
Tư tưởng cơ bản của tâm lý học sinh học là hành vi của con người bị ảnh hưởng bởi các quá trình sinh lý tự nhiên diễn ra trong não. Một số thuật ngữ khác nhau được sử dụng để mô tả lĩnh vực này, bao gồm khoa học thần kinh hành vi, sinh học tâm lý và tâm sinh lý học.
Theo Đại học Michigan, cơ sở cơ bản cho nghiên cứu tâm sinh học là hành vi và sinh học gắn bó chặt chẽ với nhau. Lĩnh vực này thường liên kết chặt chẽ với tâm lý học so sánh. Các lĩnh vực nghiên cứu trong tâm lý học sinh học có thể bao gồm các nghiên cứu về bản thân bộ não, các tế bào bên trong não và các mô hình hành vi của con người hoặc động vật. Nghiên cứu tâm lý có thể được tiến hành theo hướng tích cực bằng cách tạo điều kiện cải thiện chức năng thần kinh hoặc tiêu cực bằng cách phá hủy chức năng thần kinh một cách có hệ thống để xác định kết quả và tính lâu dài của nó.
Lĩnh vực tâm lý sinh học đã phát triển theo cấp số nhân kể từ nửa cuối thế kỷ 20. Một số nhà khoa học đoạt giải Nobel đã được vinh danh trong các lĩnh vực liên quan trực tiếp đến tâm lý sinh học. Ví dụ, các nhà khoa học người Mỹ Linda B. Buck và Richard Axel đã được trao giải Nobel vào năm 2004 cho công trình liên quan đến các tế bào thần kinh trong các thụ thể khứu giác.
