生理学与神经生物学系隶属基础医学院。本系室的专业教育可追溯到1928年河南大学医科招生，1930年教育部将医科改称医学院，1952年全国院系大调整，河南大学医学院成为独立的河南医学院，并于1958年迁至郑州。改革开放为生理学教研室的大发展带来了契机，王雨若教授主导了睡眠生理学研究；李鸿勋教授主导了疼痛的神经机制研究；汤树本教授主导了心肌细胞电生理学研究；伍忍教授和姚运纬教授主导了消化生理学研究。作为原河南医学院第一批硕士学位授权点，本系于1979年开始招收硕士研究生。1991年生理学为河南省高校首批、也是当时河南医科大学三个省级重点学科之一。2000年河南医科大学与郑州大学、郑州工业大学合并组建新郑州大学后，更名为郑州大学基础医学院生理学教研室。为适应国内外神经科学迅猛发展的势头，教研室于1997年成立了神经生物学学科（隶属生理学教研室）。同年获得了神经生物学硕士学位授权点；2007年作为郑州大学首批增列博士学位授权点；2009年建立了河南省重点学科神经生物信息工程开放实验室。为适应学校“双一流”大学建设及学院的发展，2015年基础医学院生理学教研室更名为生理学与神经生物学系。历任教研室主任徐云吾、刘以昌、李鸿勋、姚运纬、章茜、张朝和许继田教授都为生理学教研室的发展作出了积极的贡献，培养出一大批高质量的研究生和综合性医学人才。

近年来随着学校“综合性研究型大学”的定位及“双一流”大学建设的推进，本系在教学、科研和师资队伍建设方面得到了较大的发展。现有专任教师17名，教授2人，副教授11人，讲师4人，全部教师具有硕士学位，其中博士学位获得者14名，占总人数82%。其中7位教师具有海外1年以上的留学经历，占比50%。本学科现有博士生导师2名，硕士生导师9名。2018年全职引进爱尔兰都柏林大学三一学院的胡能伟研究员为本学科教授。

本学科面向郑州大学临床医学、基础医学、口腔医学、公共卫生、医学技术、药学、留学生和护理学等专业各层次的学生授课。其中，为留学生开设《Medical physiology》，为研究生开设《高级生理学》和《神经生物学》，为本科生开设《生理学》、《神经生物学》、《机能实验Ⅰ》以及《再生医学》。教学中，在注重传统教育的基础上，不断优化和完善本学科的课程体系，同时又加强数字化教学资源和仿真/模拟实验室的建设，为学生开展探究型和自主性学习提供技术平台，结合国家级和郑州大学大学生创新性实验项目，注重培养大学生的科研思维和创新能力。近几年，本学科在教学方面取得了丰硕的成果，2022年，《生理学》课程获批河南省一流本科课程，《神经生物学》和《机能实验Ⅰ》课程获批郑州大学校级一流本科课程。主编出版教材4部，参编教材10余部，获得河南省和郑州大学教学改革项目近20项，获河南省和郑州大学教学成果奖9项，在郑州大学中青年教师讲课大赛获奖7人次。河南省教育系统教学技能一等奖和教学标兵称号1名（张桂红），河南省优秀中青年骨干教师和学术带头人2名（许继田、王志举）。

在科研方面，本学科的老一辈教授在睡眠的脑机制研究、消化生理学研究、疼痛研究、心肌离子通道功能、神经干细胞诱导分化及应用方面开展了大量实验，培养了一批优秀研究生，取得了颇多成就。通过几代人半个多世纪的努力，如今的生理学与神经生物学系，科研条件得到了极大改善，凝练形成了几个稳定的研究方向，建立了设备、功能齐全的专业研究室，如，干细胞研究中心、动物行为研究室，电生理学研究室，分子生物学研究室，痛觉研究室、睡眠研究室等。先后与国内外多家著名大学和实验室建立了长期的合作关系，如美国约翰霍普金斯大学、美国Rutgers新泽西州立医学院麻醉系、美国俄亥俄州医学院、美国Case Western Reserve University、香港中文大学、爱尔兰Trinity College Dublin等。目前本学科的研究主要集中在病理性疼痛的神经分子机制，大脑认知功能及认知障碍的神经生物学机制，睡眠和呼吸的神经生物学机制，心肌的病理生理及分子调控机制，负性情绪和术后痛觉敏化共病的中枢神经环路机制方面。承担着国家自然科学基金项目、河南省自然科学基金、河南省卫生厅重点项目及横向项目等近10项科研课题，发表SCI科研论文百余篇。目前，本学科已踏上新的台阶，力争成为面向新时代需求的、具备综合实力的、不断开拓创新的高校教学科研基地。