인간의 여러 가지 고차원적 정신과정의 성질과 작용 방식의 해명을 목표로 하는 과학적·기초적 심리학의 한 분야이다. 인간이 지식을 획득하는 방법, 획득한 지식을 구조화하여 축적하는 메커니즘을 주된 연구 대상으로 한다. 인공지능·언어학과 함께 최근의 새로운 학제적(學際的) 기초과학인 인지과학의 주요한 분야를 이룬다.

인지(cognition)란 인식으로도 번역되며, 온갖 사물을 알아보고 그것을 기억하며 추리해서 결론을 얻어내고, 그로 인해 생긴 문제를 해결하는 등의 정신적인 과정으로서 오랜 세월 동안 심리학이나 철학·의학 분야의 중요한 주제가 되어 왔다. 그 중 지식의 기원이나 한계 등의 추상적인 질문에 대한 답을 구하는 과정은 철학이 다루고, 각종 정신 활동에 관여하는 두뇌 활동과 그것을 가능하게 하는 물질들의 역할·순환 등에 대한 탐구는 의학이 맡고 있는 한편, 심리학에서는 생각하고 기억하고 추리하고 계산하는 등 많은 정신 활동의 내적 메커니즘을 밝히고자 한다.

방법론적으로는 실험심리학의 전통을 이어받아 가설을 세우고 실험을 실시하여 그것으로부터 얻어진 결론을 토대로 예상 가능한 모델을 만드는 과정을 통해 이루어진다. 실험 결과가 애초에 예상했던 것과 어떻게 다르게 나오는지를 관찰함으로써 인간의 인지과정에 대여하는 구조와 원리를 하나하나 밝혀나가는 것이다. 정신 활동이라는 특성상 눈으로 직접 확인할 수 없기 때문에 수많은 가설과 실험을 통해 얻은 결과를 종합함으로써 그 내부 구조를 정확하게 그려내는 것이 인지심리학의 목표이다.
실험심리학에서는 1920년대 이후 객관적으로 관찰할 수 있는 행동만을 다루려는 행동주의 심리학의 발달에 따라 정신적인 여러 현상에 대한 관심은 무시되어 왔다. 그러나 1950년대로 접어들어 정보 개념이 도입되고 이에 따라 통신공학·정보처리 공학·언어학 등이 발달하면서 마음의 내부 구조와 과정을 직접 논하려는 인지심리학이 다시 대두되었다.

최근의 인지심리학을 특징짓는 인간관으로는, 《유유아사고발달(乳幼兒思考發達)에 관한 연구》를 펴낸 J.피아제와 《생성문법이론(生成文法理論)》을 펴낸 A.N.촘스키 등을 중심으로 그때까지의 지나친 환경·경험주의적 인간관에서 벗어나 생체의 천성적 능력, 주체적 능동성, 창조성 등의 측면에도 주목하려는 움직임, 인공지능 연구에 촉발되어 인간의 인지과정을 기호조작(記號操作) 과정으로 간주하려는 경향과 그 과정을 명확·세밀하게 기술·설명하려는 움직임, ‘스키마론적 인간관’, 즉 행동에 대한 지식 또는 과거 경험의 축적 영향을 중요시하고 그 메커니즘을 확실하게 밝히려고 노력하는 움직임 등이 큰 흐름이라 할 수 있다. 이러한 연구 성과들은 최근 들어 인지과학의 발달에 크게 기여하고 있다.