เซลล์ต้นกำเนิดประสาท (neural stem cells) เป็นเซลล์ที่มีคุณสมบัติพิเศษซึ่งสามารถแบ่งตัวสร้างเซลล์ของระบบประสาท ซึ่งได้แก่ เซลล์ประสาท (neurone) และเซลล์เกลีย คือ เซลล์แอสโทรไซต์ (astrocyte) และเซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์ (oligodendrocyte) เซลล์ต้นกำเนิดประสาทมีบทบาทเป็นผู้สร้างเซลล์ชนิดต่างๆ ดังกล่าวข้างต้นในระหว่างการเจริญพัฒนาของระบบประสาทของตัวอ่อน (embryo) เช่น ทารกที่อยู่ในครรภ์ของมารดา เป็นต้น ภายหลังจากคลอดแล้วยังพบว่าเซลล์ต้นกำเนิดประสาทที่พบในสมองหลายบริเวณยังคงทำหน้าที่สร้างเซลล์ประสาทและเซลล์เกลีย ซึ่งกระบวนการเกิดใหม่ของเซลล์ประสาท (adult neurogenesis) ดังกล่าวนี้พบได้ตลอดอายุขัยของมนุษย์ตั้งแต่ภายหลังการคลอดจนกระทั่งชราภาพซึ่งจากการศึกษาพบว่าสมองมีอัตราการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ลดน้อยลงเมื่ออายุเพิ่มมากขึ้น อย่างไรก็ตามการเกิดใหม่ของเซลล์เกลีย (gliogenesis) ในผู้ใหญ่ก็สามารถเกิดขึ้นได้เช่นกันหากแต่มีการศึกษาน้อยกว่ากระบวนการสร้างเซลล์ประสาทใหม่

การศึกษาด้านชีววิทยาของเซลล์ต้นกำเนิดประสาททำให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบบทบาทของเซลล์พิเศษนี้ต่อการทำงานของสมองในหลายด้าน เช่น กระบวนการเรียนรู้และจดจำ เป็นต้น นอกจากนี้ยังพบว่าโรคและภาวะความผิดปกติของสมองบางส่วนเกี่ยวข้องกับการทำหน้าที่ของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทที่เปลี่ยนแปลงไป และมีงานวิจัยบางส่วนระบุถึงความสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ต้นกำเนิดประสาทกับกับเซลล์ต้นกำเนิดเนื้องอก (tumour stem cells) ซึ่งอาจนำไปสู่การเกิดมะเร็งสมองได้