Los psicólogos fisiólogos estudian todos los fenómenos comportamentales que pueden observarse en los animales no humanos. Algunos además, estudian a los seres humanos usando métodos de investigación fisiológicos no lesivos. Intentan comprender la fisiología de la conducta.
La psicología fisiológica pertenece al campo más amplio de la neurociencia. Los neurocientíficos se interesan por todos los aspectos del sistema nervioso: su anatomía, química, fisiología, desarrollo y funcionamiento. La investigación de los neurocientíficos abarca desde estudios de genética molecular hasta el estudio de la conducta social.
Otros dos campos que a menudo se solapan con éste son: la neurología y la neuropsicología experimental. Los neurólogos son médicos implicados en el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades del sistema nervioso. La mayoría se dedican exclusivamente a la práctica de la Medicina pero otros emprenden una investigación destinada al progreso de nuestro conocimiento de la fisiología de la conducta. Estudian la conducta de personas cuyo cerebro ha sido dañado por causas naturales.