חקר המוח
מכון ויצמן הוא אחד המרכזים החשובים בעולם בתחום חקר המוח. מחקריהם של מדעני המכון בתחום זה נועדו להבנת תהליכים של לחצים נפשיים, למידה, זיכרון, התמצאות במרחב, עיבוד נתונים חושיים ואפילו תפיסה ותודעה. במחקרים אלה משתפים פעולה מתמטיקאים, אנשי מדעי המחשב, ביולוגים וכימאים, והם עשויים לסייע בפיתוח רובוטים מתקדמים, מערכות של ראייה ממוחשבת, וגם שיטות טיפול במחלות ניווניות כגון מחלת פרקינסון.