以腦內的生理事件來解釋心理現象的心理學分支，又稱生物心理學、心理生物學或行為神經科學。與生理學、神經解剖學 、神經生理學、生物化學、心理藥物學/行為藥物學、神經病學、神經心理學、內分泌學以及行為遺傳學等有密切的聯繫。

生理心理學研究腦的各部分結構的功能，分析這些部分如何參與腦的整體工作。

20世紀初起源於美國的心理學流派，主張心理學應該研究可以被觀察和直接測量的行為，反對研究沒有科學根據的意識。行為主義是唯物主義的一種形式，否定一切關於精神的重要性。

許多行為主義者認為自由意志只是一種幻覺，並認為人類所有的行為都是由先天與後天環境（Nature versus nurture）所決定，也就是先天基因加上後天環境所產生的結果，由人類所經歷過的聯想或者增強所造成。

行為主義以及路線大相逕庭的精神分析學都在20世紀展開。提出行為主義的創始人是約翰·華生（John B. Watson,1878-1958)，他反對內省的研究方法，主張以純實驗的方法研究心理學。伊萬·巴甫洛夫提出的古典制約也極大的影響了行為主義。伯爾赫斯·弗雷德里克·斯金納則對傳統的心理學研究提出了道德上的問題，主張運用實用主義研究心理學，並引導了操作制約的研究。

興起于20世紀五、六十年代的美國。由馬斯洛創立，以羅哲斯為代表，被稱為除行為學派和精神分析以外，心理學上的「第三勢力」。

人本主義和其他學派最大的不同是特別強調人的正面本質和價值，而並非集中研究人的問題行為，並強調人的成長和發展，稱為自我實現。

是一門研究認知及行為背後之心智處理（包括思維、決定、推理和一些動機和情感的程度）的心理 科學 。這門科學包括了廣泛的研究領域，旨在研究記憶、注意、感知、知識表徵、推理、創造力，及問題解決的運作。

精神分析學 或稱為 心理分析學(Psychoanalysis )是二十世紀初奧地利精神病學家西格蒙德·弗洛伊德的獨特創見。當時精神病學普遍受生物學的影響，對於心理現象的構成、發展及治療，以工業革命時代流行的機械主義的方式進行，弗洛伊德於1885年到巴黎拜著名精神及人腦科學家 Charcot 為師，並受到 Charcot 研究竭斯底里症(hysteria)的影響，開始了他關於早期或童年創傷經歷和情緒病的研究。其首個研究個案是聯同Josef Breuer完成，病者化名 Anna O 的病患記錄，他們初期利用催眠和講談療法(talking cure)，心理病患者提供了解心靈困擾的技術，後來鑑於弗洛伊德認為催眠雖然可以發現病患者的過去創傷經歷的片斷，但卻沒法為病者帶來治療的方法，弗洛伊德因而開始建立另一套潛意識理論。二次大戰期間，弗洛伊德成功通過 Ernest Jones 及一班朋友的安排，離開了納綷控制的奧地利，到英國定居，直至1939年去世。

由於弗洛伊德創新性的提法，在文學、哲學、心理學上都產生強大的效應，歐美國家開始了關於心理現象的多方面硏究。