全书由四个主要部分组成。第一部分为绪论，主要内容是围绕神经毒理学的概念、研究内容和任务及其发展历史进行介绍，目的是让大家对神经毒理学有一个宏观的、概括性的了解。第二部分和第三部分为总论部分，其中第二部分围绕神经毒理学研究领域的一些共性问题加以阐述，主要涉及与神经毒理学研究相关的神经系统解剖结构、毒性作用靶细胞（神经元、胶质细胞）、神经系统的发生及老化、神经系统的屏障结构、神经元突触传递、脑的高级功能等内容。第三部分主要介绍神经毒理学研究方法，涵盖了目前国际上较为成熟、主流的电生理学、形态学、神经行为学、神经化学、生物化学与分子生物学、细胞生物学、影像学、生物信息学与计算生物学技术。同时也介绍了神经毒理学研究过程中实验动物的选择方法。第四部分内容为各论部分，重点介绍了典型环境神经毒物的毒性表现、毒性机制、相关卫生标准、防治措施。