Jak każda inna część żywego organizmu, stanowi naturalny przedmiot zainteresowania biologów i lekarzy (w naukach medycznych dziedzina zajmująca się układem nerwowym nazywa się neurologią). Ponieważ układ nerwowy steruje zachowaniem organizmu, stanowi również przedmiot zainteresowania przedstawicieli tych wszystkich dziedzin, które zajmują się zachowaniem, łącznie z filozofią i psychologią.
Nie istnieje jedna metoda badania układu nerwowego – zamiast tego, istnieje wiele różnych metod, z których każda skupia się na innych zagadnieniach i wymaga odmiennej wiedzy specjalistycznej. Różne dziedziny nauki specjalizują się w odmiennych zagadnieniach i właściwych dla siebie metodach badawczych. Przedstawiciele jednych dziedzin używają do badania mózgu mikroskopu elektronowego, przedstawiciele innych dziedzin – „zwykłego” mikroskopu optycznego, z kolei inni uczeni stosują obrazowanie MRI, zaś jeszcze inni badają zachowanie ludzi, u których choroba neurologiczna doprowadziła do uszkodzenia układu nerwowego, badając układ nerwowy jedynie pośrednio. Niektórzy uczeni skupiają się na badaniu układu nerwowego u ludzi, inni zaś interesują się układem nerwowym innych zwierząt.