認知心理學家關註的是作為人類行為基礎的心理機制，其核心是輸入與輸出之間的內在心理過程。但人無法直接觀察內部的心理過程，只能通過觀察什麽是輸入輸出來推測。所以，認知心理學家使用的方法是從可觀察的現象中推斷出無法觀察到的心理過程。有人稱這種方法為收斂證明，即把不同性質的數據聚集在壹起，得出壹個結論。現在，認知心理學研究通常需要實驗、認知神經科學、認知神經心理學和計算機模擬的支持，這種多方位的研究越來越受到青睞。認知心理學家希望通過研究大腦本身來揭示認知活動的本質過程，而不僅僅是推測其過程。最常用的是研究腦損傷患者與正常人的認知差異，以證明認知加工的存在和具體模式。
認知心理學家常把信息加工過程分解為幾個階段，即從刺激輸入到反應的全過程。他們經常使用反應時間法。也就是說，通過測量壹個過程所需的時間，可以確定這個過程的性質及其與其他過程的關系。
假設壹個人看著投影在屏幕上的字母E。如果投射時間很短，比如壹毫秒，那麽這個人什麽都看不到，這說明感知不是瞬間的。如果投射時間更長，比如五毫秒，那麽這個人會看到壹些東西，但不知道是什麽，說明感知已經產生，但辨別還沒有產生；如果投射時間足夠長，讓人看到字母不是O或Q，而不是E、F或K，那麽這個人就有偏辨別。由此，人們可以確定完全辨別、部分辨別或僅僅看到某樣東西所需的時間。這壹切都說明，感知是累積的，它包括幾個具體的階段。
反應時研究法也是壹種收斂性證明方法。認知心理學家使用選擇性反應時間多於簡單反應時間。因為選擇反應可以提供更多關於內部狀態的信息。
計算機模擬和類比是認知心理學家采用的壹種特殊方法。要讓計算機像人壹樣思考，計算機程序要符合人類認知活動的機制，也就是符合某種認知理論或模型。將認知理論表示為計算機程序稱為計算機模擬。因此，計算機模擬可以用來檢驗壹個理論，發現它的缺陷並加以改進。
計算機模擬提供的輸出可以與人類行為相比較。如果理論正確，那麽這個輸出應該和人類解決同樣問題時給出的輸出差不多；如果程序的輸出與人類的不同，那麽找出差異就找到了修正理論的依據。計算機模擬也可以預測復雜的行為。雖然我們理解了壹些概念，可以壹步壹步地把它們變成程序，但是當這壹系列的步驟又長又復雜，需要大量的連接時，我們往往無法預測結果。在這種情況下，計算機模擬有時可以得到驚人的結果。
壹些認知心理學家經常用信息序列流程圖來描述計算機程序的主要特征。但這個流程圖並沒有計算機實際操作的細節，只是提供了壹個計算機程序的編制大綱，可以進壹步轉化為計算機程序，而這部分工作往往是由計算機軟件專家來實現的。
口頭記錄(大聲思考)也是認知心理學家常用的方法，尤其是研究思維的人。這種方法與其他客觀方法結合使用可以產生良好的效果。
認知心理學是心理學發展的結果。與西方傳統哲學也有壹定聯系。其主要特點是強調知識的作用，知識是決定人的行為的主要因素。這壹思想至少可以追溯到培根、洛克等英國經驗主義哲學家。笛卡爾強調演繹的作用，而認知心理學則重視假設演繹。康德的圖式概念已經成為認知心理學中的壹個主要概念。
認知心理學也繼承了早期實驗心理學的傳統。Helmholtz和Donders在19世紀提出的反應時研究方法，今天被認知心理學家廣泛使用，並取得了新的發展。
馮特是現代實驗心理學的創始人，認知心理學關於心理學的對象和方法的觀點與他的觀點非常接近。他認為心理學的對象是經驗和意識的內容，方法是受控條件下的內省。壹些心理學家說，認知心理學已經回到了馮特的意識心理學，但不同的是，方法更可靠、更精密。詹姆斯對兩種記憶即初級記憶和次級記憶的提法，成為今天認知心理學中記憶研究的基礎。
格式塔心理學對認知心理學有著明顯的影響。它以對知覺和高級心理過程的研究而聞名，強調格式塔的組織和結構原則，反對行為心理學將人視為被動刺激反應堆的觀點。這些觀點對認知心理學影響很大，比如認知心理學把知覺定義為對感覺信息的組織和解釋，強調信息加工的主動性。
在方法上，格式塔心理學主張對直接生活經驗的研究和直接生活經驗材料與實驗數據的結合，如重視觀察者對自身知覺內容的直接描述，並將這種方法稱為現象學方法。這壹觀點不同於馮特和蒂切納只承認經過嚴格訓練的被試的內省，也不同於行為主義只重視實驗室實驗，但與認知心理學的基本觀點是壹致的。
認知心理學反對行為主義，但也受其影響。認知心理學接受了行為主義嚴格的實驗方法和操作主義。近年來，認知心理學已經不再註重對內部心理過程的研究，也開始關註對行為的研究。壹般認為，人們利用來自環境的信息，結合記憶中儲存的東西，來指導未來的行為，塑造生活環境。
認知心理學也是心理學與相鄰學科交叉滲透的產物。首先，語言學對認知心理學的發展影響很大。喬姆斯基把語言學和心理學結合起來創立的心理語言學可以說是認知心理學的壹個分支。
控制論、信息論和計算機科學對認知心理學的發展有著深遠的影響。計算機科學和心理學的結合產生了壹門邊緣學科人工智能。人工智能與認知心理學有著密切的關系，計算機的出現使人們找到了壹種分析人的內在心理過程和狀態的新方法。
早期實驗心理學的心理學方向被行為主義切斷了近半個世紀。今天的認知心理學延續了這個方向，同時保持了新行為主義的嚴格假設演繹法，並加入了機器模擬法。這拓展了認知過程分析的研究課題。
圖靈的數學體系，發表於20世紀30年代，後來被稱為圖靈機，也對心理學產生了影響。數量邏輯和圖靈機使人們認為人類的認知系統也可以看作是壹個符號應用系統。人類的壹些概念可以用符號來表示，這些符號可以通過壹定的符號運算過程來轉化。這些思想不僅在理論上，而且在具體的研究中都對認知心理學起著重要的作用。
認知心理學的壹個基本觀點是，計算機可以用來模擬人的內部心理過程。計算機接受符號輸入，對其進行編碼，對編碼輸入做出決定，存儲它，並給出符號輸出。這可以和人如何接收信息，如何編碼記憶，如何決策，如何轉換內部認知狀態，如何將這種狀態編譯成行為輸出相比較。這種計算機與認知過程的類比只是橫向的類比，即在計算機程序層面描述內部的心理過程，主要涉及人和計算機的信息處理過程，是性能的類比，而不是計算機和人腦的硬件和操作方法的類比。
認知心理學的興起是西方心理學發展的壹個重大變化。有人說是新學派，有人說是新方向，更多人贊同庫恩的觀點，認為是新的“範式”。庫恩把科學中新舊範式的更替稱為科學革命。正是在這個意義上，壹些美國心理學家認為認知心理學的出現是美國心理學發展的第二次革命。第壹次革命是行為主義的興起。
認知心理學的出現表明美國心理學家在心理學的對象和方法等基本問題上的觀點發生了變化。行為主義主導美國心理學四十年，影響根深蒂固，而認知心理學反對行為主義的基本觀點。
在心理學的研究對象上，行為主義主張研究外顯的、可觀察的行為，不考慮內在的心理過程；認知心理學將研究重點轉移到了內部心理過程。在研究方法上，行為主義強調嚴格的實驗室方法，排除壹切主觀經驗的報告；認知心理學重視實驗室實驗和主觀經驗的報告。對於認知心理學家來說，改變外部條件不是目的，而是揭示知識結構的輔助手段。
認知心理學試圖統壹所有的認知過程。它認為註意、知覺、記憶、思維等認知現象是相互交織的，理解壹組現象有助於解釋另壹組現象。由於它們的相互依賴，有可能找到人類認知過程的統壹處理模型。
認知心理學不僅要統壹認知過程，而且要統壹普通心理學的各個領域，即用認知的觀點來研究和解釋情緒、動機、人格等方面。認知心理學的觀點進壹步擴展到社會心理學、發展心理學、生理心理學、工程心理學等領域。
認知心理學重視心理學研究中的綜合觀點，強調各種心理過程之間的相互聯系和相互制約，有助於在具體問題的研究中拓展心理學研究方法。認知心理學的研究成果也有助於計算機科學的發展。