本书分4篇，共28个章节，分别介绍“神经系统基本元件”“神经系统发育”“神经环路与功能”及“神经系统高级功能与应用”。第一篇“神经系统基本元件”简要描述神经系统的结构、神经系统的主要细胞类型及信息在神经系统中的传递与储存方式，以及自主神经系统及神经内分泌系统等对机体的整体调控。第二篇“神经系统发育”介绍神经系统从无到有的发育进程及发育过程中的关键概念，还以大脑皮层为例，讲述了不同发育过程之间如何配合协调及成年后的神经发生与损失修复机制。第三篇“神经环路与功能”以与个体生活息息相关的视觉、听觉、化学感受、运动、睡眠、情绪等为例，介绍神经环路的结构与功能。神经生物学与心理学、医学和计算生物学都高度交叉，第四篇“神经系统高级功能与应用”主要介绍注意、语言、决策等脑高级功能，以及如何运用计算神经生物学解析大脑的功能，概述了神经系统的主要疾病及研究神经系统的主要方法。