No NEUROLAB são empregadas diversas estratégias metodológicas com o intuito de compreender o funcionamento normal do sistema nervoso central, bem como os mecanismos envolvidos nas doenças psiquiátricas e o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas. O modelo translacional (da bancada à clínica) de pesquisa é o referencial dos projetos desenvolvidos em laboratório, no ambulatório ou em nível hospitalar. A equipe do NEUROLAB é composta por professores pesquisadores, pesquisadores associados, alunos do programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde (PPGCS) da UNESC (Mestrado e Doutorado), alunos bolsistas de iniciação científica e alunos de Graduação da UNESC que participam de maneira voluntária (estagiários) na execução de projetos científicos. O NEUROLAB tem convênios e parcerias com diversos grupos de pesquisa do Brasil e do exterior, havendo constante intercâmbio de pesquisadores e alunos. As atividades de pesquisa são financiadas por recursos das agências de fomento (CNPq, CAPES e FAPESC) e da própria UNESC. O NEUROLAB participa do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Translacional em Medicina juntamente com grupos de pesquisa da UFRGS, USP-RP, UFRJ e PUCRS. Anualmente, o NEUROLAB promove o Simpósio de Neurociências na Interface Cérebro e Mente, ocasião em que são discutidos os mais recentes avanços na pesquisa dos principais transtornos psiquiátricos.