认知理论关注思维过程和反映这些过程的行为。该理论包含了机体论和机械论中有影响的理论。它包括皮亚杰的认知阶段理论和维果斯基关于认知发展的社会文化理论，还包括信息加工取向和新皮亚杰理论，新皮亚杰理论包含了信息加工和皮亚杰理论的成分。
皮亚杰的认知阶段理论
我们对儿童思维的理解大部分源于瑞士心理学家让·皮亚杰的工作。其认知阶段理论是当今强调心理过程的“认知革命”的先驱。皮亚杰是一位学养深厚的生物学家和哲学家，他从生物角度看待发展，把发展看成是儿童努力理解和适应世界的产物。
皮亚杰的临床方法结合了观察和灵活的提问。为了弄清儿童是如何思考的，皮亚杰在儿童的回答之后又提出更多问题，并设计任务来检验他的试验性结论。通过这一方式，他发现，一个典型的4岁儿童认为钱币或花朵排成一排时比堆成一堆时数量更多。通过对自己孩子和其他儿童的观察，皮亚杰提出了一个全面的认知发展理论。
皮亚杰认为，认知发展始于一种与生俱来的适应环境的能力。通过寻找一个奶嘴、触摸一块鹅卵石或探索一个房间的边界，年幼儿童对其周围的环境形成了更加准确的图像，也更有能力来应对它们。
皮亚杰把认知发展分为四个有质的差异的不同阶段，这四个阶段代表了发展的一般模式。在每一阶段，儿童的大脑发展出一种新的运算方式。从婴儿期到青春期，心理运算从单一的感知运动发展到逻辑的、抽象的思维。认知发展涉及到三个相互联系的过程：组织、适应和平衡。
组织是指创造越来越复杂的认知结构的倾向：即越来越多准确的现实景象被纳入知识系统或思考方式。这些结构称为图式，是人们在某一情景中思考或行动的行为样本。随着孩子获得更多的信息，他们的图式变得更加复杂。以吮吸为例，新生儿最初只有一个简单的吮吸图式，但很快就发展出了吮吸乳房、瓶子或大拇指的各种图式。
适应是儿童根据已知来处理新信息。适应包括两个步骤：（1）同化，吸收新信息并将其纳入已有的认知结构中，（2）顺应，修改原有的认知结构来接受新信息。
平衡是一种对稳定的平衡或均衡的持续需求，支配着同化向顺应的转换。当儿童不能运用已有的认知结构处理新问题时，他们会体验到一种令人不舒服的失衡感。通过构建可以整合新经验的新的心理模式，他们恢复了平衡。再次以吮吸为例。一个母乳喂养或奶瓶喂养的儿童开始吮吸杯子显示的是同化，即用已有的图式来应对一个新情境。当儿童发现从杯子中喝水需要不同于原来吮吸乳房或奶瓶的舌头和嘴部运动时，她会改变已有的图式来顺应新情境。她改造了最初的吮吸图式来应对新体验：杯子。因此，同化和顺应共同促成了平衡。在一生中，对平衡的寻求始终是认知发展的驱动力。
皮亚杰的观察提供了许多信息和一些令人惊奇的见解。皮亚杰告诉我们，儿童的大脑并不是成人大脑的缩影。了解儿童怎样思考便于家长和教师理解和教导儿童。
然而，皮亚杰似乎严重低估了婴儿和年幼儿童的能力。一些同时代的心理学家质疑他划分的不同阶段，指出认知发展更可能是渐进和连续的，并为之寻找证据支持。
