情感神经科学（affective neuroscience），是研究情绪的神经机制一门学科。

引起临床神经科学专家注意的是以下的案例：

艾略特的额头正后方长了一个小桔子大小的肿瘤，脑外科医生成功地将之完整切除了。尽管手术很成功，但熟悉艾略特的人都说他术后不再是以前的他了——他性情大变。曾经是一位成功的企业律师，但他现在不能继续这份工作了，他的妻子也离开了他，他把积蓄都浪费在了毫无回报的投资上面，只好寄宿在他哥哥的家里。

艾略特的行为模式：从智力上讲，他跟以前完全一样聪明，但他不会支配时间，迷失于琐碎的细节，他对事情也失去了轻重缓急的感觉。别人的批评没有丝毫作用，他把后来从事的一份法律工作也弄砸了。扩展的智力测试显示艾略特的心理官能没有问题，他不得不求助于神经科学家，试图找到可能导致他出现问题的神经学原因。否则人们会根据他的表现认为他是装病逃避责任的人。

神经学家安东尼奥.达马西欧震惊地发现，艾略特的心理知识体系缺少一个要素：虽然他的逻辑能力、记忆力、注意力和其他认知能力都没有问题，但他实际上对发生在他身上的事情没有感觉了。艾略特的情绪障碍还体现在人际交往领域，达马西欧想和艾略特预约下一次治疗的时间，结果一团糟。对于达马西欧提出的每一个时间建议，艾略特总是能够找到肯定和否定的理由，他无法从中进行选择。在理性的层面上，反对或者接受每一个可能的预约时间都有非常充分的理由。但艾略特搞不清楚自己对每个时间的感觉，他根本就没有偏好。

达马西欧认为根源在于肿瘤切除手术，手术过程中切断了“情绪脑”的低级中枢与新皮层的思考中枢的联系。艾略特的思维如同一台电脑，他在决策时可以精准地计算每一步骤，但他无法对不同的可能性赋予不同的价值。每一个选择对他来说都是中立的。据达马西欧的推测，艾略特问题的症结是推理过于客观，他几乎无法意识到自己对事物的感受，因此他的推理出现了问题。

事实上，情绪神经科学的最早探索可以追溯到1878年 Broca、1937年的Papez、1952年的MacLean等人的研究成果：人类的情绪与大脑边缘系统相关。边缘系统中，下丘脑、扣带回、海马及其他结构可以影响人类或其他脊柱动物的情绪。

尽管如此，后人并未局限于大脑边缘系统的研究探索，非边缘系统对情绪的影响作用更大，以下大脑结构中的组成部分也参与情绪（较边缘系统更重要）：

前额叶皮层

前扣带回（ACC）

腹侧纹状体

岛叶皮质

小脑：“小脑认知情感综合征”已被描述。

广义而言，认知是指所有的心理过程。然而，认知研究历来排斥情绪，将之视为干扰，而侧重于非情感过程的研究，如记忆力、注意力、知觉、动作、解决问题和心理意象。结果导致：研究过程要么是情绪，要么是非情绪的相互独立的两个领域：认知神经科学与情感神经科学，事实上，这种区分是人为的，在神经心理机制中，这两门学科所涉及的过程常常互为重叠。

所以，当“认知能力”是广义定义时，情绪神经科学也可称为情绪认知神经科学。