在1980年代之前，神經科學和認知心理學這兩個領域之間幾乎沒有互動。.在1970年代晚期，“認知神經科學”這個名詞在壹輛計程車的後座誕生，由喬治·A·米勒和麥可·葛詹尼加（Michael Gazzaniga）***同創立。認知神經科學開始用實驗心理學、神經心理學和神經科學的研究方法來為認知科學奠定基礎。在20世紀晚期，新的科學技術成為認知神經科學重要的研究方法。這些技術般含了穿顱磁刺激（TMS）、功能性磁振造影（fMRI）、腦電圖（EEG）和腦磁圖（MEG）。有時也會使用到其他的腦造影技術，如正子斷層掃瞄造影（PET）和單光子電腦斷層掃描（SPECT）。在動物上使用的單細胞電位記錄（Single-unit recording）也是重要的技術。另外其他的技術還包含微神經圖（microneurography）、臉部的肌電圖（EMG）和眼球追蹤儀（eye tracking）。整合神經科學（Integrative neuroscience）試著將不同領域和不同尺度（如生物學、心理學、解剖學和臨床經驗）所得到的研究成果，整合成壹個統合的描述性模型。