Sinirbilim, sinir sisteminin anatomisi, işlevleri, çalışma şekilleri, patolojisi, fizyolojisi, biyokimyası gibi beyin ve sinirlerle ilgili alanların tümünde faaliyet gösteren, özellikle sinir siteminin davranış ve öğrenme ilişkisini inceleyen çok disiplinli bir bilim dalıdır. Neuroscience ve Nörobilim kullanılan diğer isimleridir.
Disiplinler arası bir araştırma alanı olarak sinirbilim, normal ve patolojik süreçler bağlamında sinir sisteminin yapısal ve fonksiyonel özelliklerini açıklayabilmeyi hedeflemektedir. En ilkel canlıdan, en üst düzeydeki insana kadar tüm canlıları yapısal ve işlevsel açıdan inceleyen çok disiplinli bir bilim dalıdır. Öğrenmenin moleküler mekanizmalarından yapay zekaya kadar uzanan yolda tıp, biyoloji, fizik, elektronik, mühendislik ve matematik bilimlerinin birlikte çalışmasını gerektiren bir bilimdir. Molekülden hücreye, hücreden sinir ağlarına, sinir ağlarından tüm beyine ve tüm beyinden davranışlara ve tersine davranışlardan moleküllere doğru izlenen yoldaki ilişkiler sinirbilimin araştırma alanları içerisindedir. Son yıllarda gelişen modern teknolojilerin araştırma yöntemlerine yaptığı katkılar sonucu sinirbilim araştırma alanları yoğunlaşmıştır.
