能夠視覺化活體大腦結構或功能的各種技術都屬於神經影像學的範疇。諸如磁振造影（MRI）和電腦斷層掃描（CT）等結構成像方法揭示了大腦的解剖結構和病理變化；而諸如功能性磁振造影（fMRI）、正子斷層掃描（PET）、腦電圖（EEG）和腦磁圖（MEG）等功能性影像方法則捕捉了大腦的活動或代謝情況。

每種成像方式在空間解析度、時間解析度、侵入性和所測量的生理變數之間各有優劣。結構性磁振造影可以分辨毫米級的解剖結構；功能性磁振造影可以繪製血流動力學相關的活動圖；正子斷層掃描（PET）利用放射性示蹤劑定量分子標靶；電生理方法則可以追蹤快速的電活動。

神經影像學徹底改變了研究和臨床實踐。它允許對同一受試者進行重複研究，支持術前定位，並提供疾病進展和治療反應的生物標記。為了避免對這些方法產生的複雜數據進行過度解讀，需要精心設計實驗並採用嚴謹的統計方法。

• 大腦結構或功能的可視化
• 包括磁振造影（MRI）、功能性磁振造影（fMRI）、正子斷層掃描（PET）、腦電圖（EEG）、腦磁圖（MEG）。
• 兼顧解析度、速度與侵入性
• 現代神經科學和神經病學的核心