Mezi klinickou psychologií a neurologií je těsný vztah. Koneckonců jeden ze zakladatelů psychoterapie Sigmund Freud byl svým původním praktickým zaměřením neurolog. Neurologie byla v jeho době převážně orientována na diagnostiku. Léčebných postupů nebylo tolik, jako dnes. Freud byl průkopníkem v hledání způsobu léčby duševních poruch a po experimentech s hypnózou získával stále více zkušeností s „léčbou rozhovorem“, kterou podrobně rozpracoval jako léčebnou metodu – psychoanalýzu.

Každopádně si šla psychoanalýza i neurologie od dob Sigmunda Freuda každá svou cestou a významně se obě disciplíny za ten dlouhý čas změnily.

Klinická psychologie a psychoterapie však může být v oblasti neurologie stále důležitá a její význam narůstá. Mezi důležité oblasti spolupráce patří zejména:

• Včasná diagnostika počínajících poruch paměti, pozornosti, řeči, vizuokonstrukčních schopností, exekutivních schopností – tato diagnostika je klíčová pro včasnou detekci syndromu demence a případné řešení tohoto problému v jeho raných fázích. Čím dříve je zahájena neurologická intervence a trénink paměti a pozornosti vedený psychologem, tím vyšší je naděje na prodloužení produktivní dospělosti a délky důstojného stáři. Velký význam má zejména diagnostika tzv. mírné kognitivní poruchy.
• Diferenciální diagnostika demencí – demencí je více druhů a jejich správná klasifikace může velmi přispět k cílené léčbě či případně zapojení lékařské péče jiných odborností. Jiné postupy vyžaduje léčba pacientů s demencí při Parkinsonově chorobě, Alzheimerově chorobě, s demencí vaskulární, metabolickou, intoxikační, frontotemporální. Navíc se také můžeme setkat s tzv. pseudodemencí, kdy se klinický obraz podobá syndromu demence, ale v pozadí je těžká deprese pacienta, se kterou je spojen výrazný kognitivní útlum.
• Práce s rodinou a její podpora v případě člena rodiny s demencí – psycholog se soustředí na vztahy a uvědomuje si jejich sílu – práce s rodinou umožňuje vyrovnávat se s nelehkou situací, kterou demence do rodiny přináší, zároveň je možné učit rodinné příslušníky správně komunikovat a efektivně řešit konflikty, které jsou dané dezorientací pacienta.
• Zhodnocení funkčního stavu kognitivních funkcí u pacientů po infarktech, cévní mozkové příhodě, traumatickém poškození mozku – neurologie umožňuje popsat změny mozku po těchto závažných stavech a zároveň již umí i zobrazit místo léze v mozku a určit jeho neuroanatomický rozsah. Z výsledku zobrazovacích metod se dá do určité míry předpovídat, jaké psychické funkce budou narušeny. Problémem však zůstávají vyšší korové funkce, které nejsou přesně v mozku lokalizovány a jsou distribuovány v síti neuronů. Jejich zhodnocení je nezbytné pro porozumění dopadu poškození na funkční stav pacienta, jeho výkonnost, ztracené a zachované schopnosti. Psycholog na základě tohoto vyšetření také může doporučit cílený trénink specifických funkcí a poradit, jak jej realizovat.
• Psychoterapie u pacientů se somatoformními poruchami, konverzními a disociativními poruchami, psychogenními pseudo-epileptickými záchvaty – některé symptomy, které mohou na první pohled vypadat jako neurologické problémy (např. náhlá ztráta schopnosti mluvit, ztráta hybnosti končetiny…), jsou ve skutečnosti ryze psychogenního původu. Pacienti se s nimi však obvykle dostávají na neurologii a bývají zaskočeni informací, že jejich mozek i nervová soustava se těší dobrému zdraví. Ve všech těchto případech může pomoci psychoterapie a odhalování skrytých příčin, které následně dají symptomu  zjevný smysl. Pacient se může naučit porozumět významu symptomu a následně najít vhodnější způsob adaptace bez obtěžujících symptomů.
• Psychoterapie u pacientů s epilepsií – může být u mnoha z nich velmi důležitá. Nezanedbatelné procento pacientů s epilepsií prožívá silnou úzkost (někteří jako předzvěst záchvatu, jiní v důsledku tohoto onemocnění). Otázka, do jaké míry má úzkost a úzkostnost souvislost se vznikem epilepsie je dosud nezodpovězená. Faktem však je, že u některých pacientů jsou právě silné negativní emoce spouštěčem záchvatu a proto má psychoterapie velký význam z hlediska rozvoje jejich vnitřní jistoty a schopnosti negativním emocím čelit.
• Rodinná terapie a psychoterapie u pacientů s roztroušenou sklerózou – roztroušená skleróza je velmi psychologicky náročným onemocněním. Vyrovnávání se s důsledky této diagnózy může být velmi bolestné a člověk stojí před otázkou zásadně přebudovat svůj život. Zejména práce s celou rodinou je zde zásadní pro pochopení onemocnění, jeho projevů do vzájemných vztahů, emoční stabilizaci rodiny.