Apakah pengalaman religius berasal dari Tuhan, ataukah pengalaman itu sekadar merupakan tembakan neuron yang acak di dalam otak? Melalui pencitraan otak terhadap sekelompok biarawati Karmelit, Beauregard menunjukkan bahwa peristiwa spiritual bisa didokumentasi secara ilmiah. Ia menawarkan bukti kuat bahwa pengalaman religius
memiliki Sumber yang non-materialis, dengan jawaban bahwa Tuhan-lah yang menciptakan pengalaman spiritual kita, dan bukan otak. Beauregard dan O´Leary menjajaki berbagai upaya mutakhir untuk mengetahui lokasi "gen Tuhan" di dalam diri kita, dan menyatakan bahwa otak kita sudah "dirancang" bagi agama-bahkan ada kasus aneh di mana seorang ahli saraf menciptakan "helm Tuhan" elektromagnetik untuk memicu pengalaman mistikal pada si pemakainya.
Kedua penulis berpendapat upaya-upaya tersebut salah arah dan picik karena mereduksi pengalaman spiritual menjadi sekadar fenomena materi. Banyak saintis mengabaikan bukti keras yang menantang pendirian tradisional mereka, dengan berpegang teguh bahwa pengalaman kita hanya dapat dijelaskan oleh kausa materialis, bahwa dunia fisik adalah satu-satunya realitas. Namun, materialisme ilmiah tidak mampu menjelaskan tentang "pikiran yang mengendalikan materi"; intuisi, kehendak bebas, dan lompatan iman; efek plasebo dalam pengobatan; pengalaman dekat-ajal di meja operasi; dan firasat bahwa orang terkasih sedang mengalami krisis; dan terutama rasa penyatuan dengan alam semesta yang kadang terjadi serta pengalaman mistikal selama meditasi dan doa.
Sains tradisional memandang semua ini sebagai delusi, tetapi melalui penelitian neurologis paling mutakhir tentang fenomena-fenomena seperti itu, The Spiritual Brain tiba pada Sang Realitas yang sejati.