نظرية المثليين العصبيين هي إطار عمل يتقاطع مع مجالات التنوع العصبي ونظرية المثليين. تدرس الطرق التي يبني بها المجتمع ويحدد بها الحالة الطبيعية، وخاصة فيما يتعلق بالجنس والتوجه الجنسي والإعاقة، وتتحدى تلك البناءات. تنتقد إضفاء الطابع المرضي على الأفراد المتباينين عصبيًا والطرق التي يتقاطع بها مع تهميش الأفراد المثليين. تعتمد نظرية المثليين العصبيين على فهم عميق للتقاطعية، والطريقة التي تتحد بها الهويات الاجتماعية والثقافية والسياسية للأشخاص وتؤدي إلى مجموعات فريدة من الامتياز والتمييز.
يمكن استخدام مصطلح المثلية العصبية كفعل أو صفة أو تسمية هوية. كفعل، فإنه يشير إلى فعل تحدي المعيارية العصبية والمعيارية المغايرة جنسياً، بالإضافة إلى الدعوة إلى الاعتراف بالتجارب والهويات المتنوعة والاحتفال بها. كصفة، يصف المثلية العصبية الظواهر أو النظريات أو الهويات التي تتحدى المعيارية العصبية والمعيارية المغايرة جنسياً، مع التركيز على التقاطعات وتنوع الهويات والتجارب المثلية والمتباينة عصبياً. الأفراد الذين يحددون أنفسهم على أنهم المثليين العصبيين غالبًا ما يكونون متباينين عصبياً ومثليين، على الرغم من أن هذا ليس ضرورياً. أشار نيك ووكر، الذي صاغ المصطلح لأول مرة، إلى أن الأفراد الطبيعيين والمتحولين جنسياً والمغايرين جنسياً قد يحددون هويتهم أيضًا على أنهم عصبيون غريبون إذا كانوا يتحدون بنشاط المعيارية العصبية والمعيارية المغايرة جنسياً، خاصةً إذا كانوا يتحدون التصنيفات الحالية للجنس أو تصنيف الإعاقة أو التوجه الجنسي. اقترحت الدراسات الحديثة وجود علاقة بين المثلية الجنسية والتباين العصبي: حيث يكون الأشخاص العصبيون المتباينون أكثر عرضة من أقرانهم العصبيين العاديين لتحديد هويتهم على أنهم مجتمع الميم+، ويكون الأشخاص المتنوعون جنسياً أكثر عرضة للتباين العصبي من أقرانهم من ذوي الميول الجنسية المختلفة. في الوقت الحاضر، لا يُعرف سبب الارتباط بين المثلية الجنسية والتباين العصبي، على الرغم من وجود العديد من الفرضيات، إلا أن كل منها يتطلب مزيدًا من التحقيق.