Khoa học thần kinh tính toán là một ngành khoa học liên ngành liên kết các lĩnh vực đa dạng của khoa học thần kinh, khoa học máy tính, vật lý và toán học ứng dụng với nhau.
Khoa học thần kinh tính toán như là phương pháp lý thuyết chính để nghiên cứu chức năng và cơ chế của hệ thống thần kinh.
Khoa học thần kinh tính toán khác biệt với kết nối tâm lý học và lý thuyết học tập từ các ngành như học máy, mạng lưới thần kinh và lý thuyết học thống kê ở chỗ nó nhấn mạnh các mô tả về chức năng các tế bào thần kinh thực tế, sinh học, sinh lý học và động lực học của chúng.
Những mô hình này nắm bắt các tính năng thiết yếu của hệ thống sinh học ở nhiều quy mô không gian-thời gian, từ dòng màng cho đến protein, khớp nối hóa học đến dao động mạng, học tập và bộ nhớ.
Những mô hình tính toán này được sử dụng để kiểm tra các giả thuyết có thể được xác minh trực tiếp bằng các thí nghiệm sinh học hiện tại hoặc trong tương lai.