现代生理学和心理学的重要研究成果表明：脑是心理活动的器官，心理活动是脑活动的产物。脑属中枢神经系统的高级部位，中枢神经系统又通过外周神经系统与全身各器官系统取得联系，并通过内外感受器和相关传入通路以感知内外环境的变化，经中枢整合后发出相应传出指令，以调节外周器官系统的功能变化，从而保持体内各器官系统活动的协调统一，并和外界环境的变化相适应。
一、人脑是神经系统的中枢
人脑包括延脑、脑桥、中脑、间脑、小脑和大脑六个部分组成。大脑由左右两个半球组成，它是神经系统中最大的结构，成人的脑重约1400克，包括大脑皮层边缘皮层的基底神经节。大脑皮层是人脑最重要的部分，也是心理活动最重要的器官。大脑皮层不同的部位和区域是不同的机能中枢，有不同的分工。大脑左右两半球的功能单侧化，不对称。大脑左半球主要侧重对言语、文字、计算等信息的加工；大脑右半球主要侧重对图形、音乐、空间方位等信息的加工。除嗅觉以外，大脑对人的控制是对侧化的，身体左半部由大脑右半球控制；身体右半部由大脑左半球控制。神经系统由中枢神经系统和周围神经系统两部分组成。
中枢神经系统包括脑和脊髓；周围神经系统包括脑神经、脊神经和植物神经。神经元是构成神经系统的基本单位。它把接受到的信息以生物电的形式进行整合、转换和传递，其主要功能是传递、储存和加工信息，产生各种心理活动，控制人的全部行为，从眨眼到解决复杂的符号逻辑问题。周围神经系统从中枢神经系统发出，导向人体各部分，担负着与身体各部分的联络工作，起传入和传出信息的作用。
人生来就在神经系统中具有许多牢固的神经联结，它们所构成的反射通路为婴儿提供了遗传的适应性反射。例如，刚出生几天的婴儿也会对舌头上的一滴糖溶液作出反应，撅起嘴并分泌唾液。神经网络的概念也为神经心理学家解释学习过程提供一个模型。如果通过学习可以使一个网络中的联结变得更牢固或更有效，那么就会出现新的联想和适应性行为。许多关于脑功能的现代理论认为，高等动物的脑，本质上也是计算机许多元件的一个大网络，并力图揭示神经网络是如何识别熟悉情境、回忆过去行为等功能（Hinton＆Αn derson，1981；Feldman，1981）。
二、神经系统的基本机制
（一）反射
人的心理是高级神经系统的产物，神经系统的基本活动方式是反射。反射就是有机体借助于神经系统对刺激作出及时适当的反应。执行反射的全部结构称为反射弧。反射弧包括五个部分：感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。
（1）感受器：如眼、耳、鼻、舌、皮肤、粘膜等器官和位于内脏、肌肉的内部感受器等，它们接受体内、外各种刺激，并转换成神经冲动；
（2）感觉神经元（传入神经元）：其细胞体在脑、脊神经节中，它把神经冲动传向中枢（脊髓和脑）；
（3）联络神经元：其树突较短，紧靠细胞体反复分支，其轴突较长；
（4）运动神经元（传出神经元）：它发出轴突到达效应器，把神经冲动传到效应器；
（5）效应器：最终产生反应的部分，如肌肉（产生收缩）、腺体（产生分泌）。
反射弧的五个部分中，如果有任何一部分受到损伤，反射活动就不能完成。人的效应器官都有各种感受器，能感受活动变化的情况，并将信息传向中枢。因此，在人的实际活动中，执行活动的结构装置是反射环，不可能是简单的反射弧。
（二）无条件反射与条件反射
巴甫洛夫把有机体的反射区分为在种族发生中遗传下来的无条件反射和个体发生中所获得的条件反射两种。
1.无条件反射
无条件反射是与生俱来的反射。新生儿只有三种无条件反射：（1）食物反射：如指头放在他的嘴里他就会自动吮吸，奶汁放在他的嘴里，就会分泌唾液；（2）防御反射：如亮光刺激眼睛就眨眼，针刺到手，手就缩回；（3）朝向反射：如把眼球和头转向熟悉的面孔。无条件反射是动物和人共有的，是从遗传得来的。引起无条件反射的刺激叫无条件刺激。无条件反射是有机体生长和发展的先天基础。
2.条件反射
条件反射的建立需要一定的条件，其中最主要的条件是中性刺激（无关刺激）必须与无条件刺激在时间上结合起来。中性刺激与无条件刺激在时间上的结合称为强化。强化的次数越多，条件反射就越巩固，凡能有效地作用于体内外的各种刺激，包括时间因素以及事物间的关系等，只要得到强化，都可以成为条件刺激，形成条件反射。
建立条件反射时，先使用一个与食物无关的中性刺激高音作用几秒钟后给动物一个无条件刺激（喂食物），并使两者共同作用一定时间如10～20秒（即用无条件刺激进行强化），这样多次结合后，中性刺激高音单独作用，动物也分泌唾液。这时，条件反射就形成了。本来与唾液分泌无关的中性刺激——高音，现在成了进食的“信号”，即成为信号刺激或条件刺激。
如果一种条件反射已经形成，再用另一个新的中性刺激与这个条件刺激相结合，还可以形成第二级条件反射。例如，高音同吃食结合形成巩固的食物分泌条件反射，再用颜色和高音结合，也可以形成食物分泌条件反射。由此类推在已巩固的第二级条件反射的基础上，还可以建立第三级条件反射。在人身上可以建立多级的条件反射。
3.暂时联系的接通
条件反射的建立是在大脑皮质里中性刺激的兴奋灶和无条件刺激的兴奋灶之间暂时联系的接通。当无条件刺激作用于味觉感受器，由传入神经将冲动传入延髓的唾液分泌中枢，一方面经传出纤维引起唾液腺的分泌，另一方面也向大脑皮质发放冲动，引起一定部位的兴奋，即产生无条件反射皮质兴奋灶。单独使用中性刺激，如高音作用于耳的听感受器所引起的神经冲动传至大脑皮质，产生中性刺激的兴奋灶。当中性刺激和无条件刺激相结合时，由于中性刺激在大脑皮质引起兴奋灶的兴奋向周围扩散，并被无条件刺激引起的较强兴奋灶所吸引，这样两个兴奋灶之间就产生暂时联系的接通。因而，高音引起的听觉冲动，经过这个暂时联系，传到食物刺激的兴奋灶和唾液分泌中枢，就引起了唾液分泌活动。如果中性刺激和无条件刺激多次结合使用，两个兴奋灶之间的暂时神经联系也就更巩固。条件反射既是生理现象，同时也是心理现象。从有机体的一定组织的物质活动，即暂时神经联系的接通来看，是生理现象。但是，从条件反射揭露刺激物的信号意义来讲，它又是心理现象。
4.条件反射的抑制
大脑皮质的基本神经过程包括兴奋、抑制和转化。条件反射的建立和出现代表兴奋过程，条件反射的抑止代表抑制过程。抑制也包括无条件性抑制和条件性抑制等两类。
无条件性抑制，是指有机体生来就具有的先天性的抑制，包括外抑制和超限抑制。外抑制指任何额外的新异刺激，都可以暂时抑制条件反射的正常出现。超限抑制指当刺激过于强大、过多或作用时间过久时，导致条件反射广泛而长期的抑制。
条件性抑制是后天获得的抑制，也称内抑制。内抑制发生的主要原因是条件刺激不被无条件刺激所强化。内抑制主要有消退抑制和分化抑制。内抑制的形成需要经历不强化的过程。消退抑制指条件反射建立后，如果多次只给条件刺激而不用无条件刺激加以强化，结果是条件反射的反应强度将逐渐减弱，最后将完全不出现。消退抑制是大脑皮质产生主动的抑制过程，而不是条件刺激和相应的反应之间的暂时联系已经消失或中断。如果以后重新强化条件刺激，条件反射就会很快恢复。消退发生的速度，一般是，条件反射愈巩固，消退速度就愈慢；条件反射愈不巩固，就愈容易消退。分化抑制指在条件反射开始建立时，除条件刺激本身外，那些与该刺激相似的刺激也或多或少具有条件刺激的效应。这种现象称为条件反射的泛化。以后，只对条件刺激进行强化，而对近似的刺激，不给予强化，这样泛化反应就逐渐消失，而对其他近似刺激则产生抑制效应。这种现象称为条件反射的分化。受强化的条件刺激在皮质产生兴奋过程，而不受强化的其他刺激则产生抑制，这种抑制称为分化抑制。
5.操作性条件反射
操作性条件反射是由美国心理学家斯金纳发现并提出来的。所谓的操作性条件反射是指如果一个操作发生后，接着给予一个强化刺激，那么其强度就增加。斯金纳通过斯金纳箱实验发现了此原理。操作性条件反射同样可以消退、分化。其关键在于强化。操作性条件反射与经典条件反射存在明显的区别：操作性条件反射是在行为产生后获得强化，而经典条件反射是在行为发生之前获得强化，两者强化的时机不同。经典条件反射是通过训练将条件刺激与无条件刺激联系起来，使条件刺激也能引出与无条件刺激产生的无条件反射相同的条件反射。而操作性条件反射是通过训练将“随意”操作和奖赏联系起来，以引出特定的操作。这两种条件反射有许多相同的地方：它们都是随着强化的次数增多而巩固，随着不强化而消退；也都有泛化、分化和自然恢复等现象。
6.人类条件反射的特点
凡是以直接作用于各种感觉器官的具体刺激为信号刺激而建立的条件反射系统，称为第一信号系统活动，这是动物和人类共有的。由语词作为信号刺激而建立起的条件反射系统称为第二信号系统。
这里以面包为例，具体面包的形状、颜色、味道等而起信号作用，成为第一信号的信号。当以语词“面包”作为刺激信号时，也可以起到由具体的面包而产生的类似作用，这就是第二信号的信号。
作为第二信号系统刺激物的语词，是对现实的具体事物的抽象和概括，它具有一定的含义。人的第二信号系统是以语词的意义，引起信号活动的。这是人类和动物的条件反射活动的本质区别。虽然，人们可以用一些词使动物形成条件反射，但动物对这些词的意义并不理解，而只是对词的声音刺激或视觉刺激的直接作用发生反应。动物没有第二信号系统活动，只有第一信号系统活动。
人类的语言文字使人形成了独特的第二信号系统。但是人类的第一、第二信号系统必须密切联系。这使得人类的第一信号系统与动物存在着某种区别，使人表现出不同寻常的行为。
从心理的生理基础可以看出，心理的产生与生理之间存在复杂关系。尽管现在我们已经了解一些机制，但这里解释还远远不够，我们相信，随着人类对大脑奥秘进一步深入的研究，这个问题终究会得到很好的回答。