Neuroethologie ist die Lehre vom Verhalten der Tiere und seiner Kontrolle durch das Nervensystem. Die Neuroethologie erforscht, wie das Gehirn Reize (z.B. Anblicke, Geräusche oder Gerüche) mit dem Verhalten verknüpft. Zum Beispiel haben viele Fledermäuse eine besondere Fähigkeit, die als Echolokation bezeichnet wird. Fledermäuse verwenden die Echolokalisierung, um Beute zu finden und sich zu orientieren. Forscher untersuchen das Gehörsystem von Fledermäusen, um zu zeigen, wie Geräusche in eine neuronale Repräsentation von Geräuschen umgewandelt werden können. Neuroethologen sind Wissenschaftler, die sich mit Neuroethologie beschäftigen. Sie versuchen herauszufinden, wie das Nervensystem funktioniert. Für ihre Forschung verwenden sie oft Tiere mit besonderen Verhaltensweisen.
Das Wort Neuroethologie verbindet Ideen aus zwei Bereichen: Neurobiologie (das Studium des Nervensystems) und Ethologie (das Studium des Verhaltens in der Natur). Die Neuroethologie konzentriert sich auf das Verhalten in der Natur. Natürliche Verhaltensweisen von Tieren sind durch natürliche Selektion entstanden (z.B. Partner finden, sich bewegen, Feinde meiden). Die Neuroethnologie vermeidet künstliche Verhaltensweisen, wie sie in Laborexperimenten vorkommen.

