Ang kahulugan ng diksyunaryo ng "agham ng utak" ay tumutukoy sa pag-aaral ng utak at sistema ng nerbiyos, na karaniwang sumasaklaw sa iba't ibang larangan gaya ng neuroscience, cognitive psychology, neurobiology, neurochemistry, at mga kaugnay na disiplina. Ang agham ng utak ay nababahala sa pag-unawa sa istraktura, pag-andar, at pag-unlad ng utak, pati na rin ang mga paraan kung saan pinapagana nito ang iba't ibang proseso ng pag-iisip tulad ng pang-unawa, atensyon, memorya, wika, damdamin, at kamalayan. Kasama rin dito ang pananaliksik sa mga neurological at psychiatric disorder at ang pagbuo ng mga paggamot para sa mga kundisyong ito.