A téma kutatása visszakövethető a 19. századi neurológiai forradalomig. A legújabb kori neuroteológiai kutatásokat lehetővé tevő agyi képalkotó eljárásokat megelőzően a temporális epilepsziások megfigyeléséből, a vallásos élmények univerzalitásának kutatásából, a hallucinogének hatásának elemzéséből, a halálközeli élmények kutatásából és az öntudat agyi evolúciójának hipotézise alapján nyertek adatokat a vallás idegrendszeri alapjairól. Az ezekből levont következtetések szerint a vallásos élmények a jobb temporolimbikus és parietális területek aktivitásával állnak szoros kapcsolatban. E megfigyelésekből kezdett építkezni Michael Persinger, aki évtizedek óta foglalkozik a temporoparietális régió transzkraniális mágneses ingerlésével kiváltható jelenlétérzés kutatásával, amely szerinte az istenhit biológiai gyökere. Az elmúlt 20 évben aztán kibontakozott egy új agykutatási irányzat, a neuroteológia. A neuroteológiai kutatások körébe számos irányból érkeztek kutatók. Vizsgálták PET és fMRI agyi képalkotó eljárásokkal buddhista szerzetesek, ferences rendi és karmelita apácák istenélményét s különféle jógaiskolákhoz tartozó meditálók csúcsélményét. Az eltérő meditatív technikák miatt divergáló eredmények ellenére megerősítést nyernek azok a korábbi feltevések, melyek szerint a hitkészség és hitszükséglet evolúciósan kialakult, minden emberben jelen lévő neurobiológiai adottság. Az újabb eredmények fényében érthetővé válik, miért univerzális humán jelenség a vallás, nyitott kérdés azonban, milyen evolúciós előnnyel járt a hit kialakulása, és a hittel kapcsolatos struktúrák aktiválódása milyen élménnyel jár ateistáknál.