Badanie neuropsychologiczne oparte jest na wynikach testów neuropsychologicznych. Zestaw testów dobierany jest indywidualnie przez neuropsychologa do określonego problemu klinicznego i do możliwości pacjenta. Badanie neuropsychologiczne trwa niekiedy nawet dwie godziny, podczas których pacjent proszony jest o wykonanie różnego rodzaju testów i kwestionariuszy. Na tej podstawie ocenia się działanie wyższych funkcji mózgowych i porównuje się z normami. Testy neuropsychologiczne dają możliwość obiektywnej i bardzo dokładnej oceny sprawności poznawczej.
Badanie neuropsychologiczne wykonywane jest przez neuropsychologa. Jest to specjalista, zajmujący się badaniem wyższych funkcji mózgu takich jak pamięć, orientacja, uwaga, myślenie abstrakcyjne. Zadaniem neuropsychologa jest określenie rodzaju i stopnia zaburzeń działania tych funkcji, a także prowadzenie terapii funkcji poznawczych. Neuropsycholog zajmuje się osobami cierpiącymi na schorzenia ośrodkowego układu nerwowego.
Badanie neuropsychologiczne jest bardzo często zlecane przez neurologów lub psychiatrów. Umożliwia ono bowiem postawienie diagnozy lub służy do jej weryfikacji. Na badanie neuropsychologiczne zgłaszają się także osoby, które zauważają u siebie kłopoty z pamięcią (zapominają o umówionych spotkaniach, nie pamiętają treści rozmowy).
Diagnoza neuropsychologczna znajduje zastosowanie u osób cierpiących na różnego rodzaju otępienia (najczęstszą przyczyną jest to choroba Alzheimera), lub inne choroby układu nerwowego (stwardnienie rozsiane, choroba Parkinsona), kłopoty pamięciowe po urazie mózgu, po operacjach neurochirurgicznych. Neuropsycholog może także pomóc w zaburzeniach mowy (afazja) po udarze mózgu. Badanie neuropsychologiczne jest także wykorzystywane w chorobach takich jak schizofrenia i zaburzenia nerwicowe.