神經生物學系作為教育部和湖北省“神經系統重大疾病”重點實驗室、華中科技大學腦研究所和針灸神經生物學國家中醫藥管理局三級實驗室依托單位，主要定位于應用基礎研究，研究方向緊密圍繞國民經濟、科技發展和臨床醫學的關鍵問題，緊密結合和充分發揮實驗室的特色，聯合應用分子生物學、細胞生物學、電生理學、形态學、光/化學遺傳學、動物行為學等神經科學前沿研究技術系統闡明神經系統重大疾病發病機制，具備鮮明的基礎與臨床相結合和中西醫結合特色。

 神經生物學系目前主要研究方向如下：

（1）神經精神疾病發病機制

    1、帕金森病

    2、阿爾茨海默病

    3、抑郁症

    4、腦卒中

    5、神經腫瘤

（2）疼痛與鎮痛機制研究

（3）感覺信息處理環路機制

（4）神經系統發育分子機制