محققان در بررسی ارتباط میان ساختارهای مغزی و رفتار از دو روش بهره می گیرند. هر روش معمولا با دستکاری ساختارهای مغز به عنوان متغیر مستقل به آثار آن بر رفتار به عنوان متغیر وابسته می پردازد. از جمله روش هایی که به کار گرفته شده روش تخریب یا تحریک نواحی متفاوت مغزی است.
در روش دوم تحریک رفتار به عنوان متغیر مستقل دستکاری شده و تغییرات حاصل از آن در ساختار مغزی به عنوان متغیر وابسته بررسی می شود. در این زمینه می توان روش موج نمای الکتریکی مغز یا الکتروانسفالوگرافی را مثال زد. اغلب از روش اول (تخریب) برای مطالعات در مورد حیوان ها و از روش دوم در مطالعات انسانی استفاده می شود؛ البته در روش تحریک از انسان ها پس از وارد شدن آسیب یا ضایعات مغزی استفاده می شود. روش های خاص مورد استفاده در چارچوب روش های یاد شده در مطالعات عصب - روان شناختی شامل این موارد هستند:
روش تهاجمی، روش ثبت فعالیت الکتریکی مغز یا الکتروانسفالوگرافی، روش موج نمای مغناطیسی مغز، روش تصویر برداری از مغز و روش تحریک مغز از روی جمجمه.