Bioloģiskā psiholoģija, kas pazīstama arī kā uzvedības neirozinātne un psihobioloģija, ir fizioloģisko procesu un to ietekmes uz cilvēka uzvedību izpēte. Saskaņā ar šo jēdzienu uzvedība ir nesaraujami saistīta ar somatisko vai fizioloģisko pieredzi, ko rada smadzeņu interpretācija par sensoro ietekmi. Tāpēc bioloģiskā psiholoģija pieņem, ka prātam un ķermenim ir savstarpēji atkarīgas attiecības un ka uzvedību veicina maņu uztvere, kuras pamatā ir fizioloģija.
Avicenna (980-1037 CE), persiešu ārsts, bija pirmais zinātnieks, kurš atklāja attiecības starp psiholoģiju un fizioloģiju. Tas ir pretrunā ar Platona un Aristoteļa un vēlāk arī Renē Dekarta duālistisko viedokli. Savā darbā Meditācijas par pirmo filozofiju Dekarts pauda pārliecību, ka prāts, ko viņš uzskatīja par emociju mītni, ir atsevišķa parādība no bioloģiskajām smadzenēm, kas vairāk saistītas ar intelektu. Tad viņš juta emocionālas parādības, kas nebija atkarīgas no smadzeņu vielas fiziskās būtības.
19. gadsimtā psihologs Viljams Džeimss savā pamatīgajā mācību grāmatā The Principles of Psychology (1890) izvirzīja domu, ka psiholoģija ir jāpēta kopā ar bioloģiju. Džeimsa viedoklis piesaistīja lielu uzmanību, jo papildus tam, ka viņš bija psihologs, viņš bija apguvis fizioloģijas apmācību. Cits psihologs Naits Danlaps attīstīja bioloģiskās psiholoģijas jēdzienu, uzrakstot grāmatu An Outline of Psychobiology (1914). Viņš arī nodibināja un izdeva žurnālu Psihobioloģija.
Izpētot bioloģisko psiholoģiju, neirozinātnieki un sociālie zinātnieki cer uzlabot to cilvēku dzīves kvalitāti, kuri, iespējams, cieš no kognitīviem traucējumiem, kurus dažkārt pavada fiziski trūkumi. Tāpēc gan autisms, gan Alžemiera slimība ļoti interesē bioloģiskos psihologus. Autisma gadījumā slimajam var rasties smagi un diezgan pamanāmi motorisko traucējumu veidi. Ar Alcheimera slimniekiem papildus iespējamai fiziskai pasliktināšanās slimībai progresējot, arvien vairāk tiek traucētas kognitīvās un uzvedības spējas.
Bioloģiskās psiholoģijas joma ir saistīta arī ar psihisku traucējumu, piemēram, šizofrēnijas un klīniskās depresijas, risinājumu meklēšanu. Parasti tiek uzskatīts, ka emocijas un uzvedība ir saistīta ar ķīmisko nelīdzsvarotību smadzenēs un neironu disfunkciju. Neirotransmiteri ir smadzenēs dabiski sastopamas ķīmiskas vielas, kas pārraida signālus starp nervu šūnām. Ja viņu darbība tiek traucēta, tai parasti ir kaitīga ietekme uz cilvēka garastāvokli. Traucējumi var izraisīt depresiju vai dzirdes un/vai redzes uztveri šizofrēnijas gadījumā.