Zastosowania Neuromarketing bywa wykorzystywany m.in. do: testowania materiałów reklamowych (np. identyfikacja elementów przyciągających uwagę, wywołujących pobudzenie emocjonalne lub sprzyjających zapamiętywaniu), oceny projektów opakowań oraz materiałów POS, badań użyteczności i percepcji (np. stron internetowych, aplikacji, ekspozycji sklepowych) z wykorzystaniem eye trackingu, porównywania reakcji na warianty komunikatów i kreacji w warunkach laboratoryjnych.
Ograniczenia i krytyka Wskazuje się, że część metod neuromarketingowych jest kosztowna, wymaga wyspecjalizowanych kompetencji (zarówno w obsłudze aparatury, jak i w interpretacji danych), a próby badawcze bywają mniejsze niż w typowych badaniach ilościowych, co ogranicza możliwość uogólniania wyników. W opracowaniach przeglądowych zwraca się też uwagę na ryzyko nadinterpretacji wyników neuroobrazowania w zastosowaniach biznesowych oraz na problem uproszczonego wnioskowania o stanach psychicznych na podstawie samych wskaźników neurofizjologicznych.