当代生理心理学的研究者无论其哲学背景如何，都已承认必须从脑的活动方面来探讨心身关系。研究的领域已不限于探讨与学习和记忆或感觉和知觉有关的神经基础，而发展到了对心理现象和行为的全面的生物基础的研究，包括从信息理论的观点来研究感知觉信息加工的神经过程；运动反应和反馈信息在控制身体运动和技巧动作中的神经机制；行为的动机因素，或诸如摄食、饮水、睡眠和生殖等基本行为调节的生理机制，包括中枢神经和内分泌系统控制的与情绪经验有关的神经和内分泌腺活动的机制，精神障碍的神经生理问题；记忆的神经解剖及生理和生化基础；高级心理功能，如语言和意识活动的脑机制；大脑两半球的功能专化特性，以及大脑皮层功能的区域分化和整合问题等，而且这些方面的研究也涉及到物种行为的进化和个体发育问题。

随着研究领域的不断开拓，生理心理学研究的方法和技术也日益精炼和多样化。在方法上采用了比较心理学家应用的训练动物学习和测量动物反应的迷津、辨别箱、斯金纳箱，以及观测经典条件作用和测量情绪反应的旷场箱等。

生理心理学在技术上应用电子学的新技术，不仅能在头皮上记录脑电，而且能够记录脑内单个神经元的活动。放射自显影、X光层描术、正电子放射层描术和核磁共振术也逐渐用来探索人在从事某种工作时脑内各部分的物质代谢活动的变化和观察与某种功能障碍有关的脑内的局部病变情况。

生理心理学是一门综合性学科，它与生理学、神经解剖学、神经生理学、生物化学、心理(或行为)药物学、神经病学、神经心理学、内分泌学以及行为遗传学等都有密切的联系。生理心理学综合各邻近学科的研究成果，来窥探心理现象赖以产生的脑的组织和工作的奥秘。

心理现象是脑整体活动的产物，是脑对现实刺激和过去种种经验的反映。因此，生理心理学着重从整体观点来看待作为心理现象基础的神经活动。

生理心理学研究脑的各部分结构的功能，重在了解这些部分如何参与脑的整体工作。研究单个神经元对特殊刺激的反应也是为了追踪实现某些行为反应或行为变化的神经线路和组织情况，而非出自对神经元本身的生理学的兴趣。这是生理心理学的研究目的有别于神经生理学之处。