La neuroetologia è lo studio del comportamento animale e del suo controllo da parte del sistema nervoso. La neuroetologia esplora come il cervello collega gli stimoli (per esempio viste, suoni o odori) al comportamento. Per esempio, molti pipistrelli hanno una capacità speciale chiamata ecolocalizzazione. I pipistrelli usano l'ecolocalizzazione per trovare le prede e per navigare. I ricercatori studiano il sistema uditivo dei pipistrelli per mostrare come i suoni possono essere trasformati in una rappresentazione neurale del suono. I neuroetologi sono scienziati che studiano la neuroetologia. Cercano di scoprire come funziona il sistema nervoso. Spesso usano animali con comportamenti speciali nella loro ricerca.

La parola neuroetologia combina idee da due campi: la neurobiologia (lo studio del sistema nervoso) e l'etologia (lo studio del comportamento in natura). La neuroetologia si concentra sul comportamento naturale. I comportamenti naturali degli animali sono stati creati dalla selezione naturale (per esempio, trovare i compagni, muoversi, evitare i nemici). La neuroetologia evita i comportamenti artificiali come quelli degli esperimenti di laboratorio.