Patoloģiskais psihologs pēta ekstrēmu vai neparastu cilvēka uzvedību, lai izskaidrotu tās cēloņus un atrastu veidus, kā mainīt uzvedību. Patoloģiskas psiholoģijas vai, kā zināms, psihopatoloģijas pētnieki bieži pēta uzvedības pārkāpumus gan statistiski, gan kvalitatīvi. Patoloģiski psihologi apraksta garīgās novirzes un klasificē dažādus traucējumus. Nenormālas uzvedības cēloņus var izskaidrot, pamatojoties uz kognitīvām, uzvedības vai medicīnas teorijām. Patoloģiskas psiholoģijas teorijas izmanto klīnicisti, lai ārstētu pacientus.
Patoloģiskais psihologs bieži sāk definēt, kas tiek uzskatīts par neveselīgu uzvedību, pamatojoties uz statistisko analīzi. Viņš vai viņa var izmantot zvana līkni, lai pārbaudītu dažādus novirzes līmeņus no tā, kas tiek uzskatīts par normālu. Zvana līkne ir statistikas modelis, kas ilustrē datu sadalījumu un ko var izmantot, lai pētītu uzvedības diapazonu populācijā.
Novērtējumi par neparastu uzvedību tiek veikti ne tikai uz statistikas pamata. Priekšstati par to, kas ir normāla uzvedība, ir jāaplūko kultūras, dzimuma, vecuma un citu demogrāfisko faktoru kontekstā. Uzvedības ietekme ir svarīgs apsvērums, lemjot, vai tā ir normāla vai nenormāla. Piemēram, uzvedību, kas nodara kaitējumu citiem vai pacientam, neparastais psihologs noteikti uzskatītu par neregulāru. Citas kaitīgas uzvedības ir tādas, kas traucē pacientam darboties ikdienā.
Psihiskie traucējumi, ko definējis un pētījis patoloģiskais psihologs, tiek iedalīti kategorijās. Viena kategorija, trauksmes traucējumi, ietver tādas slimības kā panikas traucējumi un posttraumatiskā stresa sindroms. Alcheimera slimība un amnēzija ietilpst kognitīvo traucējumu kategorijā. Uzmanības deficīta un hiperaktivitātes traucējumi (ADHD) un autisms tiek uzskatīti par attīstības traucējumiem.
Galvenās teorijas, ko neparasti psihologi izmanto, lai aprakstītu psihopatoloģiju, ietver kognitīvo, uzvedības un medicīnisko. Kognitīvās teorijas koncentrējas uz neveselīgiem domāšanas modeļiem un priekšstatiem par pasauli un to, kā tie veicina garīgās slimības. Uzvedības teorijas meklē veidus, kā atturēt no traucējošas uzvedības un aizstāt tos ar pozitīvākiem. Ķīmiskā nelīdzsvarotība, ģenētiskā ietekme un citi bioloģiskie apstākļi ir patoloģiskas psiholoģijas medicīnas teoriju sastāvdaļas.
Psihologi, kas ārstē pacientus klīniskos apstākļos, piemēram, privātpraksēs, garīgās veselības iestādēs un slimnīcās, paļaujas uz neparastas psiholoģijas teorijām, lai izprastu un aprakstītu pacientu traucējumus. Amerikas Psihiatru asociācija publicē psihisko traucējumu diagnostikas un statistikas rokasgrāmatu, kurā sniegta informācija, ko izmanto klīniskie psihologi. Cita starpā rokasgrāmatā ir ietverta statistikas informācija par sadalījumu pēc dzimuma un efektīvas patoloģiskas uzvedības ārstēšanas metodes.