Dobbelt dissociation er et vigtigt princip i neuropsykologisk forskning. Dette princip er baseret på forholdet mellem to lokalisationer og to funktioner. Dobbelt dissociation siges at være demonstreret, hvis læsion af område A ødelægger funktion X, men ikke funktion Y, mens til gengæld læsion af område B ødelægger funktion Y, men ikke X. Som princip er dobbelt dissociation også anvendt i kognitiv neuropsykologi om funktioner i udviklingen af modulære teorier om kognition, uden at der nødvendigvis er antagelser om lokalisation. Hvis patient A viser X, men ikke Y, mens patient B viser Y, men ikke X, så er hermed vist, at funktionerne X og Y er dobbelt dissocierede og dermed beror på forskellige kognitive elementer."