Phương pháp lớn nhất của việc nghiên cứu bộ não là giải phẫu, và cho đến khi  giữa thế kỷ 20, rất nhiều sự tiến bộ trong neuroscience đến từ sự phát triển của các vết bẩn tế bào tốt hơn và các vi tốt hơn. Neuroanatomists nghiên cứu cấu trúc quy mô lớn của bộ não cũng như cấu trúc tinh tế của nơ-ron và các thành phần của họ, đặc biệt là xynap. Trong số các công cụ khác, họ tuyển dụng một lượng các vết bẩn tiết lộ cấu trúc thần kinh, hóa học, và kết nối. Trong những năm gần đây, sự phát triển của các kỹ thuật immunostaining đã cho phép điều tra các nơ-ron thể hiện các bộ gen cụ thế. Ngoài ra, các hoạt động của chức năng sử dụng các kỹ thuật hình ảnh y tế để liên quan đến các biến thể trong cấu trúc não của con người với sự khác biệt
Cho đến thế kỷ nào mà não học chủ yếu là giải phẫu?
 giữa thế kỷ 20,