Neuropsichologija yra žmogaus elgesio ir pažinimo funkcijos pokyčių, dažnai po tam tikros rūšies fizinių smegenų pažeidimų, tyrimas. Todėl tai yra psichologijos ir klinikinės neurologijos sankirta. Daugeliu atvejų neuropsichologija yra taikomasis mokslas, o dauguma neuropsichologų aktyviai stengiasi padėti pacientams klinikinėje aplinkoje. Be klinikinio gydymo, neuropsichologai taip pat gali aktyviai diagnozuoti žmonių elgsenos pokyčius teisminėms byloms, suteikdami įžvalgų apie sudėtingas psichologines reakcijas kuriant produktą, tirdami sveikų pacientų reakciją į dirgiklius arba kurdami naujus klinikinius sutrikimų gydymo būdus.
Klinikinių tyrimų metu neuropsichologija dažnai tiria žmones, kurie patyrė tam tikrą smegenų pažeidimą. Žvelgiant į pažeidimo tipą, paveiktą sritį ir simptomus, jie padeda geriau suprasti, kaip įvairios smegenų sritys veikia elgesį ir pažinimą. Šis darbas padėjo sukurti geresnį smegenų žemėlapį per pastaruosius du dešimtmečius ir suteikė neuropsichologams geresnių įrankių savo darbui atlikti.
Susidūręs su pacientu, kenčiančiu nuo kokio nors kognityvinio sutrikimo, pirmoji neuropsichologo užduotis yra išsiaiškinti, ar sutrikimą sukėlė tikroji fizinė patologija, ar tai yra grynai psichologinis sutrikimas. Tai atliekama naudojant psichologines ir neurologines priemones. Pavyzdžiui, pacientas gali atlikti daugybę skirtingų standartizuotų testų, tirdamas savo atminties funkciją, platų intelektą, regėjimo išsaugojimą ir žodžių asociaciją. Jiems taip pat gali būti atliktas funkcinis magnetinio rezonanso tomografijos (fMRI) arba pozitronų emisijos topografijos (PET) tyrimas, siekiant išsiaiškinti, ar yra matomų smegenų problemų.
Pastaraisiais metais neuropsichologija pradėjo vis veiksmingiau naudoti kompiuterinį modeliavimą. Šis požiūris į neuropsichologiją, vadinamas konnekcionizmu, naudoja sudėtingus dirbtinius neuroninius tinklus, kad imituotų žmogaus smegenis. Sukūrus pagrįstą modelį, jį galima dirbtinai sugadinti, imituojant pažeidimus ar kitas fizines traumas, kad būtų galima pamatyti, kas atsitiks. Nors joks dirbtinis neuroninis tinklas neprilygsta tobulai žmogaus smegenų modeliavimui, dėl tikslaus valdymo lygio ir gaunamų duomenų konnekcionizmas yra labai efektyvus būdas sužinoti daugiau apie smegenų sužalojimų pasekmes.
Nors didžioji dalis neuropsichologijos vyksta klinikiniu lygmeniu, didelis populiarumas yra sutelktas į eksperimentinę neuropsichologiją. Šioje mokykloje tiriami sveiki asmenys, o ne tie, kurie kenčia nuo kokios nors smegenų traumos, ir žiūrima, kaip jie reaguoja į skirtingus duomenis. Tai daroma siekiant geriau suprasti, kaip veikia mūsų smegenys ir kaip jas veikia mūsų nervų sistemos atsakai, o tai savo ruožtu gali padėti klinikiniams tyrėjams atrasti naujų gydymo būdų ir gydymo būdų. Dėl savo populiarumo apie eksperimentinių neuropsichologų atliktus tyrimus dažnai rašo žurnalistai populiariuose leidiniuose.