La neuroéthologie est l'étude du comportement animal et de son contrôle par le système nerveux. La neuroéthologie explore la façon dont le cerveau relie les stimuli (par exemple, la vue, les sons ou les odeurs) au comportement. Par exemple, de nombreuses chauves-souris ont une capacité spéciale appelée écholocation. Les chauves-souris utilisent l'écholocation pour trouver des proies et s'orienter. Les chercheurs étudient le système auditif des chauves-souris pour montrer comment les sons peuvent être transformés en une représentation neurale du son. Les neuroéthologues sont des scientifiques qui étudient la neuroéthologie. Ils essaient de découvrir comment fonctionne le système nerveux. Dans leurs recherches, ils utilisent souvent des animaux ayant des comportements particuliers.

Le mot "neuroéthologie" combine des idées provenant de deux domaines : la neurobiologie (l'étude du système nerveux) et l'éthologie (l'étude du comportement dans la nature). La neuroéthologie se concentre sur le comportement naturel. Les comportements naturels des animaux ont été créés par la sélection naturelle (par exemple, trouver des compagnons, se déplacer, éviter les ennemis). La neuroéthologie évite les comportements artificiels comme ceux des expériences de laboratoire.