认知神经科学(英语:Cognitive neuroscience)是一门科学学门,旨在探讨认知历程的生物学基础。主要的目标为阐明心理历程的神经机制,也就是大脑的运作如何造就心理或认知功能。认知神经科学为心理学和神经科学的分支,并且横跨众多领域,例如生理心理学、神经科学、认知心理学和神经心理学。认知神经科学以认知科学的理论以及神经心理学、神经科学及计算机模型的实验证据为基础。
由于其跨领域的特性,认知神经科学家的背景除了上述提到的学科之外,还有来自神经生物学、神经化学、精神病学、神经学、内分泌学、有机化学、物理学、语言学、哲学和数学等学门。
据说,认知神经科学诞生于1970年代的美国加利福尼亚,此后在美国、欧洲等地逐渐被人们接受,并逐步在全世界发挥影响。目前,认知神经科学依然在世界范围内被认为是一种新兴的科学门类。
认知神经科学采用的研究方法,包括来自心理物理学、认知心理学、功能性神经造影