Abgeleitet vom griechischen neuron, was schlichtweg „Nerv“ bedeutet, beschäftigt sich ein Neurobiologe bzw. eine Neurobiologin mit dem Aufbau und der Funktionsweise des Nervensystems aller Lebewesen. Dies reicht von mikroskopischen Aspekten wie der Zusammensetzung einzelner Neuronen bis hin zur Interaktion sämtlicher Nerven mit dem gesamten Körpergewebe.
Der Begriff der Neurobiologie ist abzugrenzen von der Neurologie und der Neuropsychologie: Erstere behandelt die Gesamtheit aller Erkrankungsformen des Nervensystems, Letztere das Gehirn in Bezug auf geistig-psychologische Prozesse.
Neurobiologen sind stets auch Wissenschaftler und folglich mit Aufgaben der Forschung und häufig auch der Lehre beschäftigt. Das Fach der Neurobiologie ist allerdings viel zu umfangreich, als dass eine einzige Person dieses ganzheitlich abdecken könnte. Aus diesem Grund geht die Arbeit als Neurobiologe stets mit einer Spezialisierung auf einen kleineren Teilbereich einher. Beispielhafte Fragestellungen sind etwa das Verhältnis von neuronalen Netzwerken zu Verhaltensabläufen, der Ablauf von Wahrnehmungs- und Lernprozessen auf Hirnebene oder auch die Rolle von Nervenentwicklungen bei der Evolutionsbiologie. Die Untersuchung von neurobiologischen Aspekten bei Tieren grenzt sich explizit von der Durchführung ähnlicher Vorgänge beim Menschen ab und bildet somit ein weiteres, bedeutendes Untergebiet.
Das Lebewesen an sich ist für einen Neurobiologen als Forschungsobjekt häufig nicht relevant, vielmehr nehmen Zellkulturen oder Gewebeproben eine zentrale Rolle als Betrachtungsobjekt ein. Gleichzeitig kommt technischen Hilfsmitteln eine immer stärkere Bedeutung zu: Nicht nur die Arbeit mit ausgeklügelten Mikroskopen und bildgebenden Verfahren wie der Magnetresonanztomografie (MRT) gehört längst zum Standard, auch virtuelle Computersimulationen kommen mittlerweile zum Einsatz. Neben dem eigentlichen Forschungsprozess nimmt auch die Präsentation der eigenen Ergebnisse in wissenschaftlichen Artikeln oder auf Fachkonferenzen einen beträchtlichen Teil der Arbeitszeit in Anspruch. Ist man an einer Hochschule beschäftigt, so kann die eigene Position zudem mit beträchtlichen Lehrverpflichtungen einhergehen. Hierzu gehören beispielsweise das Abhalten von Vorlesungen und Seminaren oder die Betreuung wissenschaftlicher Arbeiten.
Zwar wird bei der Neurobiologie primär Grundlagenforschung durchgeführt, doch hierdurch gewonnene Erkenntnisse können beispielsweise beim Verständnis von neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer von großem Nutzen sein. Nicht zur Medizin, sondern auch zu anderen Wissenschaften besteht eine enge Verknüpfung: Hierzu zählen Chemie, Psychologie und Informatik.
Als Neurobiologe führt der zukünftige Karriereweg in nahezu allen Fällen in die empirische Forschung – daher sind Forschungsinstitute und Universitäten typische Arbeitgeber. Darüber hinaus sind Neurobiologen bei Unternehmen der Medizintechnik- und Pharmaindustrie sehr gefragt. Aufgrund der weitreichenden interdisziplinären Vernetzung des Sachgebiets Neurobiologie ist es in einzelnen Fällen ebenfalls möglich, in fachfremden Feldern wie der Robotik eine Anstellung zu finden. Eine Tätigkeit in Kliniken ist hingegen eher unüblich.
Nur ein Studium befähigt zu einer späteren Tätigkeit als Neurobiologin. Hierzu ist mindestens ein Masterabschluss vonnöten, insbesondere namhaftere Forschungseinrichtungen verlangen allerdings meist auch einen Doktortitel. Ebenso wird in der Regel einschlägige Praxiserfahrung verlangt. Als Ausgangspunkt steht üblicherweise ein Bachelorstudium in Biologie oder Neurowissenschaften, welches im anschließenden Masterstudiengang weiter spezialisiert wird. Je nach Fachschwerpunkt kann auch ein Bachelor in Human- oder Tiermedizin als Basis dienen. Die im Studium vermittelten Methoden- und Grundlagenfähigkeiten sind für die Durchführung der Forschungen unverzichtbar. Außerdem werden exzellente Englischkenntnisse benötigt.
Doch auch nach dem Abschluss der universitären Ausbildung ist es für eine Neurobiologin essenziell, sich im Laufe ihrer Berufslaufbahn stetig weiter- und fortzubilden, z. B. durch die Teilnahme an Versammlungen oder Lehrgängen, damit das eigene Fachwissen im schnell wachsenden und sich immerzu weiterentwickelnden Zweig der Neurobiologie nicht veraltet. Zum gleichen Zwecke bedarf es einer genauen und umfassenden Kenntnis der aktuellsten Forschungsliteratur.