Os principais métodos de investigação em neuropsicologia incluem observações clínicas, técnicas invasivas e técnicas de imagem cerebral. As técnicas de imagem incluem imagiologia anatómica como TAC e IRM, imagiologia fisiológica como TEP, e imagiologia funcional como IRMf. Cada técnica tem limitações, como a incapacidade de TAC e IRM mostrarem estruturas cerebrais ativas ou a baixa resolução temporal da TEP e desconforto da IRMf.