​​​​​​​​​Neuropsykologisella tutkimuksella kartoitetaan yksilön tiedonkäsittelyn toimintoja eli kognitiivista toimintakykyä sekä arvioidaan käyttäytymistä ja tunne-elämää.​ Tutkimuksessa arvioidaan häiriöiden luonnetta ja muutoksen vaikeusastetta sekä kartoitetaan hyvin toimivia osa-alueita. Tavallisimmin tiedonkäsittelyn vaikeudet ilmenevät muistin ja keskittymiskyvyn eri toiminnoissa.

Neuropsykologista tutkimusta tarvitaan sekä diagnostisiin tarkoituksiin että toimintakyvyn kuvaamiseen arvioitaessa esimerkiksi yksilön työ- ja opiskelukykyä, ajokykyä, itsenäisen arkitoiminnan edellytyksiä, oikeudellista toimintakykyä tai kuntoutuksen tarvetta.

Neuropsykologinen tutkimus perustuu henkilön taustatietoihin, haastatteluun, havainnointiin sekä erilaisten arvioin​ti- ja testimenetelmien pohjalta saatuihin tutkimustuloksiin.​​

Laajuudeltaan rajattu suppeampi orientoiva neuropsykologinen tutkimus tehdään usein sairaalan vuodeosastoilla, jolloin tarvitaan arviota kotiutuksen turvallisuudesta, kuntoutuksen tarpeesta tai muista neuropsykologisista jatkotoimista.

Muissa tilanteissa, kuten työkyvyn arvioinnissa, tehdään useimmiten tätä kattavampi laaja neuropsykologinen tutkimus.​

Tutkimuksen tekijältä edellytetään neuropsykologian erikoistumiskoulutusta tai riittävää kokemusta neuropsykologiasta ja muista neurotieteistä.​