Door middel van experimenten kunnen cognitieve onderzoekers zich een beeld vormen van de structuur, verloop en efficientie van cognitieve processen. In deze experimenten wordt vaak gebruik gemaakt van specifieke taakvariabelen ([[cognitieve taak]]) en reactietijd metingen. Ook kan men met behulp van computers trachten cognitieve processen te simuleren of te modelleren, zoals in het onderzoek naar [[kunstmatige intelligentie]] of onderzoek naar de werking van het [[geheugen (psychologie)|geheugen]]. Cognitieve processen kunnen tenslotte bestudeerd worden door meting van [[hersenactiviteit]], zoals bij de [[cognitieve neurowetenschap]] het geval is.
