O presente artigo tem como objetivo discutir as contribuições da neurociência aplicada à educação, evidenciando de que maneira o conhecimento sobre o funcionamento cerebral pode subsidiar práticas pedagógicas mais eficazes e cientificamente embasadas. Parte-se da premissa de que compreender os mecanismos neurobiológicos envolvidos na atenção, na memória, nas funções executivas e na regulação emocional é condição indispensável para que educadores possam planejar situações de ensino coerentes com a forma como o cérebro humano efetivamente aprende. Trata-se de uma pesquisa de natureza bibliográfica, de caráter qualitativo e exploratório, fundamentada em produções científicas brasileiras publicadas a partir de 2021, período que corresponde a uma intensificação das discussões sobre neuroeducação no país, impulsionada tanto pelos impactos da pandemia de covid-19 sobre a aprendizagem quanto pela crescente demanda por formação docente nessa área. Os resultados indicam que a neuroplasticidade, entendida como a capacidade do sistema nervoso de se reorganizar em resposta a estímulos e experiências, constitui o fundamento biológico que sustenta a possibilidade de aprendizagem ao longo de toda a vida, contrariando concepções deterministas sobre inteligência fixa. Evidencia-se, ainda, a necessidade de combater neuromitos amplamente disseminados no meio escolar, como a crença em estilos de aprendizagem, substituindo-os por estratégias pedagógicas ativas e emocionalmente seguras. Conclui-se que a aproximação entre neurociência e pedagogia representa um caminho profícuo para a qualificação do processo de ensino-aprendizagem, exigindo, todavia, investimento consistente na formação continuada de professores brasileiros.