L'imagerie cérébrale apporte des connaissances de plus en plus complexes dans le champ de la psychiatrie. La multiplication des approches dans ce domaine (imagerie anatomique, fonctionnelle, biochimique, etc.) a permis de tester de nombreuses hypothèses portant sur les pathologies psychiatriques. Les nouvelles techniques d'imagerie fonctionnelle cérébrale ont ainsi ouvert de nouvelles voies d'investigation, permettant de mieux appréhender les dysfonctionnements cognitifs et la physiopathologie de ces pathologies. Cet article constitue une synthèse de l'apport de l'imagerie anatomique et fonctionnelle dans la compréhension des dysfonctionnements cognitifs et de la physiopathologie de troubles psychiatriques comme la schizophrénie, les troubles de l'humeur, l'autisme et le trouble déficit d'attention avec hyperactivité. Au-delà de cet apport à la compréhension de la physiopathologie de ces troubles mentaux, la neuro-imagerie est désormais appliquée au champ de la thérapeutique. Ainsi, il sera objectivé comment elle peut constituer un apport à la compréhension du mécanisme d'action des psychotropes et devenir une aide au développement de nouvelles molécules. Nous verrons comment la neuro-imagerie peut également s'inscrire en tant que véritable instrument thérapeutique.