Η νευροεπιστήμη, ως επιστημονικός κλάδος, μελετά το νευρικό σύστημα και τη λειτουργία του εγκεφάλου. Η σύνδεση της με την εκπαίδευση αποτελεί έναν τομέα που έχει προκαλέσει έντονο ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια, κυρίως λόγω της προόδου στις μεθόδους απεικόνισης του εγκεφάλου και των νέων ευρημάτων που προκύπτουν από τις έρευνες για τη λειτουργία του. H σύνδεση των δύο επιστημονικών κλάδων έχει αποκτήσει ιδιαίτερη σημασία, με την έρευνα να αποκαλύπτει πώς οι μαθησιακές διαδικασίες σχετίζονται με τη νευρολογική ανάπτυξη. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν νέες εξελιγμένες τεχνολογίες και θεωρητικά μοντέλα για να διερευνήσουν τη σύνδεση μεταξύ δομής και λειτουργίας του εγκεφάλου, παρέχοντας αναλυτικές γνώσεις για το πώς οι μαθητές επεξεργάζονται, αποθηκεύουν και ανακαλούν πληροφορίες αλλά και χρήσιμα δεδομένα που μπορούν να ενισχύσουν τις παιδαγωγικές προσεγγίσεις. Οι τελευταίες έρευνες μάλιστα, συνεχώς αναπτύσσουν νέες μεθόδους που ενσωματώνουν αυτά τα δεδομένα στην εκπαιδευτική πράξη αλλάζοντας το μέλλον της εκπαίδευσης.