Nörobilimin temel ilkelerinden bazıları şunlardır: Beyin, zihinsel işlevlerin organıdır. Beyin, davranışsal tepkileri yönlendirir. Beyindeki nöronal bağlantılar plastisiteye sahiptir. Beyin, çevresel etkenler tarafından değiştirilir. Deneyimler, tek bir sinapstaki kimyasal etkinliklere indirgenemez. Ayrıca, Eric Kandel'in nörobiyoloji ilkeleri de nörobilimin temel ilkeleri arasında sayılabilir: İlke 2: Genler ve onların protein ürünleri, beynin işleyişini gerçekleştiren nöronlar arasındaki bağlantı kalıplarının en önemli belirleyicileridir. İlke 3: Davranış ve sosyal etkenler, geri bildirim mekanizmaları ile beyni etkileyerek gen ekspresyonunu ve dolayısıyla nöronların işlevlerini değiştirirler. Nörobilimin temel ilkeleri, sinir sisteminin işleyişini, beyin bölgelerinin fonksiyonlarını ve nöral devrelerin nasıl çalıştığını anlamayı hedefler.