الباثولوجيا النفسية الحيوية هي دراسة الأساس البيولوجي الذي تُبنى عليه الأمراض العقلية. ويسعى هذا العلم إلى الكشف عن السببيات الوراثية والعصبية الكامنة وراء الأمراض النفسية ومنها الفصام واضطراب المزاج واضطرابات القلق.
ورغم أن هذا المجال يتلاقى مع علم النفس إلا أنه فرع متخصص يتخذ منحى تجريبيًا. ويعرف هذا الفرع بعدة أسماء منها: العلوم العصبية والباثولوجيا النفسية.
والباثولوجيا النفسية من المجالات متعددة الاختصاصات التي تنشأ من عدة علوم منها العلوم العصبية والفارماكولوجيا النفسية والكيمياء الحيوية وعلم الوراثة وعلم النفس، وتهدف إلى دراسة الأساس الحيوي للسلوك بوجه عام وللباثولوجيا النفسية على وجه التحديد. وليس هناك تناقض بين الباثولوجيا النفسية الحيوية وغيرها من المناهج المرتبطة بالأمراض العقلية، ولكنها في معظمها محاولات تتناول دراسة نفس المرض ولكن من أوجه مختلفة. إلا أن الباثولوجيا النفسية العصبية تحتل مكانة خاصة في تركيب ووصف علاج للأمراض العقلية معتمد على دواء، وهذا يرجع إلى تركيز هذا الفرع على العمليات الحيوية للجهاز العصبي. ومن الناحية العملية تستخدم الأدوية بالتزامن مع المعالجة النفسية عند علاج الأمراض العقلية.
ويتوفر برنامج الحصول على الدكتوراه في الباثولوجيا النفسية العصبية على وجه الخصوص في جامعة مينيسوتا (University of Minnesota) في قسم علم النفس الرفيع المستوى. وتعد راشيل كلارك (Rachel Clark) من جامعة نورث إيسترن (Northeastern University) أحد أشهر علماء الباثولوجيا النفسية العصبية.