认知心理学运用信息加工的观点来研究认知活动，研究范围包括感知觉、注意、表象、学习记忆、思维和言语等心理过程或认知过程，以及儿童的认知发展和人工智能（计算机模拟）。在认知心理学出现之前，心理学主要研究心理活动的生理机制或神经机制（心理生理学）。认知心理学虽然采用的是信息加工的观点来研究心理过程，强调了内部的心理机制，但并未否定生理机制，而是在生理机制之上的水平讨论心理过程。
信息加工理论认为，符号是模式，诸如语言、标记等，而不论是人还是人工信息加工系统都是操纵符号的，符号又通过联系而形成符号结构。信息加工系统由感受器、效应器、记忆和加工器组成，功能有输入、输出、贮存、复制、建立符号结构和条件性迁移。
认知心理学的研究方法主要有实验法（反应时研究和开窗实验）、观察法（出声思考）和计算机模拟。在研究快速信息加工过程时，主要用反应时研究；较慢的信息加工则考虑用出声思考的观察法；当然，计算机模拟既可以研究快速的又可以研究较慢的信息加工过程。反应时研究主要有减法反应时实验（选择反应时、辨别反应时和简单反应时的研究、图画匹配实验）和加因素法实验（短时记忆信息提取的研究）（实验比较抽象，建议大家百度）。开窗实验即运用实验技术直接测量每个加工阶段的时间。出声思考，即让被试利用外部言语进行思考，使他的思维过程外部言语化，直接观察人的思维过程。
认知心理学的兴起有内外部原因。内部原因是行为主义心理学的失败：行为主义心理学主张否认意识，单纯研究可观察到的机体反应或者行为，于是限制了心理学积累经验事实和心理学发展的要求。而认知心理学的出现，重新使得心理过程的研究得到了重视。外部因素，主要是临近学科的影响（控制论、信息论），受计算机科学的影响，同时也有因社会需要产生的工程心理学研究给予认知心理学的基础。认知心理学，使得心理过程的研究发生了变化：心理过程的研究领域扩大、从心理无理函数走向内部心理机制、从分析性研究转向综合性研究、开始重视个别差异和个案的研究。
当然，认知心理学将人与计算机进行类比受到了很大的争议，许多人认为人的心理过程和计算机的运算机制有质的差别，但认知心理学本身也是集中与研究感知觉、思维情绪的心理过程研究，不能兼顾整个心理学的所有个性心理特征。并且电脑中的加工时以0或1来表征的离散信息，而信息在人脑中还可以表征为连续量，不单单是全或无、是或非的离散状态。
此外，在认知心理学的研究中，多数是将人的心理过程看成一系列连续阶段的信息加工过程，即认为信息加工方式是系列的或串行的，前一个阶段的加工完成以后，接着下一个阶段的加工。但不可否认的是，加工方式也存在着同时加工的情况，也就是说，人的信息加工其实是系列加工和平行加工并存的过程。
