علم الأعصاب التربوي (أو التربية العصبية، أحد مكونات العقل والدماغ والتعليم) هو مجال علمي ناشئ يجمع الباحثين في علم الأعصاب المعرفي وعلم الأعصاب المعرفي التنموي وعلم النفس التربوي وتكنولوجيا التعليم والنظرية التربوية وغيرها من التخصصات ذات الصلة لاستكشاف التفاعلات بين العمليات البيولوجية والتعليم. يبحث الباحثون في علم الأعصاب التربوي في الآليات العصبية للقراءة، والإدراك العددي، والانتباه والصعوبات المصاحبة لها بما في ذلك عسر القراءة، وعسر الحساب واضطراب نقص الانتباه مع فرط النشاط فيما يتعلق بالتعليم. قد يربط الباحثون في هذا المجال النتائج الأساسية في علم الأعصاب المعرفي بتكنولوجيا التعليم للمساعدة في تنفيذ المناهج لتعليم الرياضيات وتعليم القراءة. الهدف من علم الأعصاب التربوي هو توليد أبحاث أساسية وتطبيقية من شأنها أن توفر حسابًا جديدًا متعدد التخصصات للتعلم والتدريس، والذي يكون قادرًا على إعلام التعليم. إن الهدف الرئيسي لعلم الأعصاب التربوي هو سد الفجوة بين المجالين من خلال الحوار المباشر بين الباحثين والمعلمين، وتجنب "وسطاء صناعة التعلم القائم على الدماغ". هؤلاء الوسطاء لديهم مصلحة تجارية راسخة في بيع "الأساطير العصبية" وعلاجاتها المفترضة.
لقد تلقت إمكانات علم الأعصاب التربوي درجات متفاوتة من الدعم من علماء الأعصاب المعرفيين والتربويين. يزعم ديفيس أن النماذج الطبية للإدراك "... ليس لها سوى دور محدود للغاية في المجال الأوسع للتعليم والتعلم بشكل أساسي لأن الحالات العمدية المرتبطة بالتعلم ليست داخلية للأفراد بطريقة يمكن فحصها من خلال نشاط الدماغ". من ناحية أخرى، يقترح بيتيتو ودنبار أن علم الأعصاب التربوي "يوفر المستوى الأكثر صلة بالتحليل لحل المشاكل الأساسية في التعليم اليوم". أجرى هوارد جونز وبيكرينج استطلاعًا لآراء المعلمين والمعلمات حول هذا الموضوع، ووجدوا أنهم متحمسون بشكل عام لاستخدام النتائج العصبية في مجال التعليم، وأنهم شعروا أن هذه النتائج من المرجح أن تؤثر على منهجهم التعليمي أكثر من محتوى المناهج الدراسية. يتبنى بعض الباحثين وجهة نظر وسيطة ويشعرون أن الارتباط المباشر بين علم الأعصاب والتعليم هو "جسر بعيد جدًا"، ولكن يمكن لتخصص أن يستطيع الربط بينهما، مثل علم النفس المعرفي أو علم النفس التربوي أن يوفر أساسًا عصبيًا للممارسة التعليمية. ومع ذلك، يبدو أن الرأي السائد هو أن الارتباط بين التعليم وعلم الأعصاب لم يحقق إمكاناته الكاملة بعد، وسواء من خلال تخصص بحثي ثالث، أو من خلال تطوير نماذج ومشاريع بحثية جديدة في علم الأعصاب، فقد حان الوقت لتطبيق النتائج البحثية العصبية على التعليم بطريقة عملية وذات مغزى.