Badania neurologiczne dotyczące rasizmu są złożone i opierają się na efekcie krzyżowej interakcji rasowej. Wykorzystuje się różne techniki, takie jak fMRI, ERPs i TMS, aby zbadać reakcje mózgu na twarze różnych ras. Istnieje także test skojarzeń nieświadomych, który mierzy uprzedzenia rasowe. Badania wykazują, że mózg reaguje inaczej na twarze tej samej rasy niż innej rasy.