Psykobiologia on tutkimus aivoista, ihmisten tai eläinten käyttäytymisestä ja näiden kahden välisestä suhteesta. Psykobiologia, jota kutsutaan myös käyttäytymistieteeksi, soveltaa biologian tosiasioita ja periaatteita ihmisten tai eläinten henkisiin, emotionaalisiin ja käyttäytymisprosesseihin. Tätä aihetta tutkivat pyrkivät selvittämään, millaista käyttäytymistä biologiset prosessit aiheuttavat.
Termiä psykobiologia saatettiin käyttää virallisesti ensimmäistä kertaa 20 -luvulla; biologian ja psykologian opinnot erillisinä aloina ovat olleet olemassa jo paljon pidempään. Tiedemiehet ovat saattaneet tutkia sitä vuosisatojen ajan antamatta sille virallista nimeä. Esimerkiksi Avicenna (980-1037), lääkäri ja filosofi, on ansioitunut etsimässä suhdetta tiettyjen sairauksien, psykologian ja biologian välillä. Hän väitti, että korkean kosteuden pitoisuus, jota kutsutaan kosteudeksi, ihmisen päässä voi aiheuttaa mielenterveyden kehittymistä. Vuosien mittaan tiedemiehet ovat edelleen etsineet tapoja selittää käyttäytyminen fyysisillä syillä.
Psykobiologian tutkimiseen tutkijat käyttävät erikoislaitteita, jotka auttavat heitä oppimaan lisää aivoista. Esimerkiksi psykobiologit voivat käyttää elektroenkefalografialaitteita (EEG) ihmisen aivoaaltojen mittaamiseen. Kiinnittämällä erityisesti suunnitellut elektrodit ihmisen päänahkaan tiedemies voi tallentaa ihmisen aivoaallot ja määrittää, miten ne vaikuttavat käyttäytymiseen ja terveyteen.
Jotkut tutkijat ovat tutkineet aivoaaltojen ja rikollisen toiminnan välistä suhdetta ja tulleet siihen tulokseen, että rikollisille alttiilla aivoaallot voivat olla hitaampia kuin toisilla. Tällaiset tutkimukset voivat paljastaa, miksi jotkut rikolliset kykenevät huijaamaan valheenilmaisintestejä tai osoittamaan, voivatko päävammat vaikuttaa henkilön todennäköisyyteen osallistua rikoksiin. Jotkut tutkijat jopa olettavat, että vitamiinin puutteella voi olla merkitystä rikollisessa käyttäytymisessä.
Psykobiologit voivat myös tutkia, miten biologia voi edistää tai jopa aiheuttaa tiettyjä mielisairauksia. Esimerkiksi ihmisen geenit voivat vaikuttaa siihen, onko hänellä todennäköisesti diagnosoitu skitsofrenia. Muut mielenterveysongelmat voivat vaikuttaa esimerkiksi hormonaalisiin vaihteluihin ja jopa eroihin aivojen rakenteessa. Tutkijat voivat käyttää aivoskannauksia saadakseen lisätietoja esimerkiksi masennuksesta ja kaksisuuntaisesta mielialahäiriöstä.
Usein psykobiologian opinnoissa käytetään eläimiä tutkimukseen. Eläinkokeet voivat olla helpommin saatavilla tiettyihin tutkimuksiin kuin ihmiset, ja eläinten aivojen tutkiminen voi antaa tutkijoille tärkeitä vihjeitä siitä, miten ihmisen aivot voivat toimia. Eläinkokeet voivat olla erityisen tärkeitä esimerkiksi tutkittaessa lääkkeiden vaikutuksia henkisiin prosesseihin, käyttäytymiseen ja tiettyihin tiloihin. Ne voivat myös osoittautua hyödyllisiksi tutkiessaan alkoholin ja laittomien huumeiden käytön vaikutuksia aivoihin.