Mạch thần kinh (hay còn gọi là mạch nơ-ron) là một quần thể/tập hợp các nơron kết nối với nhau bởi xynap để thực hiện một chức năng cụ thể khi được kích hoạt.[1] Các mạch thần kinh kết nối với nhau để tạo thành các mạng lưới não bộ quy mô lớn (large-scale brain networks).[2] Mạng thần kinh sinh học đã truyền cảm hứng cho thiết kế của các mạng thần kinh nhân tạo, nhưng mạng thần kinh nhân tạo thường không phải là bản sao chính xác nhất của các bản thể sinh học.