认知神经科学的研究旨在阐明认知活动的脑机制,即人类大脑如何调用其各层次上的组件,包括分子、细胞、脑组织区和全脑去实现各种认知活动。传统神经科学的某些分支,例如神经心理学、心理生理学、生理心理学、神经生物学和行为药理学等,吸收了认知科学的理论和神经科学的新技术,逐渐形成了认知神经心理学、认知心理生理学、认知生理心理学、认知神经生物学和计算神经科学等认知神经科学的各个分支。自八十年代后期发端以来,认知神经科学的研究在短短时间内取得了令人注目的进展,对传统认知心理学和发展心理学的理论建构和各内容领域的研究有着巨大影响。认知发展研究自然也不例外,由于认知发展心理学和发展神经科学科学对许多共同问题感兴趣,由此衍生出来的发展认知神经科学正得到越来越多人的关注,成为当前最热门的交叉研究领域之一。
在认知神经科学的基本理论和方法学上，
都取得了不少进展，同时也存在不少问题。在理论方面，智能的本质和意识的起源是认知神经科学的基本重大理论问题。认知科学理论发展的历程，经历了三个不同的阶段，出现了四种大的理论体系：物理符号论、联结理论、模块理论和生态现实理论。这四个理论分别与认知神经科学中的检测器与功能柱理论、群编码理论、多功能系统理论和基于环境的脑认知功能理论相对应。认知神经科学的这些理论，有些可以分别用于分析不同层次机制中，它们之间并无根本对立或排他性；但有些理论观点则很难相容，例如，神经元理论中特化细胞与群编码观点就各自有自己的实验事实依据。
