O objetivo deste trabalho foi investigar as contribuições dos serious games para a neuroplasticidade e o aprendizado motor no processo de reabilitação de pacientes pediátricos e adultos, com doenças neurológicas. Para tanto, foi realizada uma revisão integrativa de artigos científicos indexados no Google Scholar; Periódicos CAPES e IEEE Xplore Digital, combinando descritores controlados e não controlados, em inglês e português, sem delimitação de ano de publicação. Observou-se que o uso dos serious games é uma opção viável no processo de reabilitação, proporcionando ganhos psicoemocionais, como motivação e engajamento além de ganhos motores, como aumento da agilidade, melhora do controle motor grosso e fino, e aumento velocidade de resposta, além de ser uma opção lúdica para pacientes adultos e pediátricos.