İnsanı diğer canlılardan ayıran en temel özelliklerden biri karmaşık bilişsel süreçleri barındıran düşünme ve dil kullanma yeteneğidir. Düşünme, dışarıdan gelen bir soruya yanıt ararken ya da geleceğe dair planlar yaparken zihnimizde gerçekleşen bir dizi zihinsel etkinliği kapsar. Bu süreçte hafızamızdaki mevcut bilgiler taranır, karşılaştırmalar yapılır, olası sonuçlar değerlendirilir ve yeni çıkarımlara varılır. Bilişsel süreçlerin temelinde hem episodik (anısal) hem de semantik (anlamsal) içerik yer alır. Düşünürken bu içeriklerden yararlanarak akıl yürütme, soyutlama, imgeleme ve karar verme gibi işlevler kullanılır. Düşünme eylemi yalnızca sözel unsurlarla sınırlı değildir; aynı zamanda görsel içerik ve süreçler de bu sürecin aktif birer parçasıdır. Görsel imgelemenin en bilinen örneklerinden biri Albert Einstein’dır. Einstein'ın tamamen görsel imgeler yoluyla düşündüğü, güneş ışığının üzerinde otursaydı neler yaşayabileceğini zihninde canlandırdığı ve görsel imgeleme tamamlandıktan sonra sonuçları sembollere dönüştürdüğü ifade edilmektedir. Bu durum düşünmenin çok boyutlu yapısını açıkça ortaya koymaktadır. Kavramlar, nesneleri, olayları, hayvanları ve insanları belirli ortak özelliklere dayanarak gruplandırmak ve sınıflandırmak için kullanılan zihinsel yapılardır. Sessiz film oyununda olduğu gibi kelimeleri doğrudan kullanmasak bile zihinsel temsiller ve ortak dil kuralları aracılığıyla kavramları ifade edebiliriz. Günlük deneyimler yoluyla edinilen bu temsiller, orijinal nesnenin önemli özelliklerini korur ve gerektiğinde yeniden canlandırılmasını sağlar. Kavramları birbirleriyle ilişkilendiren ve daha büyük birimler hâlinde düzenlenmesini sağlayan yapısal çerçevelere şema denir. Şemalar, insanlarla, nesnelerle ya da durumlarla ilgili karmaşık genellemeleri içeren paketlerdir; örneğin bir spor salonunda elektrik süpürgesi bulunması şemamızla çeliştiği için tuhaf karşılanır. Nesneleri bu kategorilere yerleştirirken prototip teorisi ve örnekleme teorisi olmak üzere iki temel yaklaşım kullanılır. Prototip teorisine göre zihnimizde kategorinin özünü yansıtan en ideal model yani bir prototip bulunur ve yeni nesneler bu prototiple kıyaslanır (örneğin kuştan bahsedildiğinde akla serçenin gelmesi). Örnekleme teorisi ise bireylerin her kategori için hafızalarında çok sayıda farklı örnek sakladığını ve yeni nesneyi bu örnek listesiyle kıyaslayarak tanıdığını savunur. Güncel araştırmalar, insanların sınıflandırma yaparken birden fazla temsille kıyaslama eğiliminde olduğunu göstermektedir. Dil, sonsuz sayıda anlamlı cümle üretmek amacıyla sembolleri (kelimeler ve ifadeler) oluşturup değiştirmek için kullanılan karmaşık kuralları içeren özel bir iletişim sistemidir. İnsan topluluklarının büyük çoğunluğu, konuşma dili veya işaret dili fark etmeksizin kendi topluluklarının dilini çok erken yaşlarda kolayca edinirler. Bütün insan dillerinin kendine özgü düzenli ve örgütlü ortak yapıları bulunmaktadır. Dilin yapı taşlarını oluşturan temel kural sistemleri fonoloji (ses bilgisi), morfoloji (biçim bilgisi), sentaks (söz dizimi), semantik (anlam bilgisi) ve pragmatiktir (kullanım bilgisi). Fonem bir dilde anlamı etkileyen en küçük ses birimi iken, morfemler daha küçük parçalara ayrıldığında anlamını yitiren en küçük anlamlı yapı taşlarıdır (tat, ok, yap gibi). Söz dizimi kelimelerin cümle oluşturacak şekilde birleşme kurallarını incelerken, semantik anlam kurallarını ve sözcüklerin anlamsal sınırlandırmalarını inceler; örneğin sentaktik olarak doğru olan "bisiklet bir çubuk şeker alarak çocukla konuştu" cümlesi semantik olarak yanlıştır. Pragmatik kurallar ise dilin farklı bağlamlarda ve sosyal ortamlarda uygun ve etkili biçimde kullanımını düzenler. Bebekler dil gelişim sürecinde evrensel ve benzer aşamalardan geçerler. Doğumdan itibaren ilk 6 aya kadar bebekler tüm dillerdeki fonetik ses farklılıklarını ayırt edebilirler, ancak zamanla kendi ana dillerinde kullanılan seslere karşı duyarlılık kazanırken bu evrensel ayırt etme yetenekleri azalır. Dil gelişiminin ilk aşaması olan agulama döneminde (2-4 ay) bebekler gırtlak sesleri çıkararak hoşnutluk bildirirler. Altı aylıktan sonra sessiz ve sesli harflerin birleşiminden oluşan babıldama (ba, da, pa) başlar. Bir yaşından sonra tek sözcük dönemi görülür; bebekler bu aşamada konuşulanları çok daha önceden anlamaya başlamıştır (örneğin 13 aylık bir bebek 50 kelimeyi anlar). On sekizinci ay civarında kelime dağarcığındaki hızlı artış "sözcük patlaması" olarak adlandırılır ve bu dönemde çocuklar sözcüklerin anlamlarını aşırı genelleştirebilirler. On sekiz ile yirmi dört aylar arasında iki sözcüklü yapılara geçilir. Bu dönemde eklerin, bağlaçların ve yardımcı fiillerin olmadığı telgraf konuşması tarzı benimsenir, ancak Türkçe eklemeli bir dil olduğu için ekler daha erken görülebilir. Üç yaştan sonra cümleler karmaşıklaşır, morfolojik kurallar çözümlenir, kelime dağarcığı hızla büyür ve altı yaşına gelen bir çocuk temel dil kurallarının tamamına hâkim olur. Dilin kökeni ve nasıl kazanıldığı konusunda biyolojik temelleri savunan görüşler ile çevresel ve sosyal etkileşimi savunan görüşler bulunmaktadır. Beynin sol frontal lobundaki Broca bölgesi sözcük üretimiyle, Wernicke bölgesi ise sözcük anlama işleviyle ilgilidir; bu alanlardaki hasarlar afazi (söz yitimi) durumuna yol açar. Bu biyolojik altyapının en güçlü savunucusu Noam Chomsky'dir. Chomsky’ye göre çocuklar doğuştan gelen ve fonoloji, söz dizimi gibi kuralları algılamalarını sağlayan kuramsal bir yapı olan "Dil Edinim Aracı" (Language Acquisition Device) ile dünyaya gelmektedirler. Davranışçılar ise bu görüşe karşı çıkarak dilin tamamen pekiştirmeler ve çevresel etmenler yoluyla öğrenildiğini savunmuşlar, ancak çocukların daha önce hiç duyulmamış ve söylenmemiş cümleleri üretebilme kapasitesini açıklayamadıkları için eleştirilmişlerdir. Michael Tomasello’nun öncülük ettiği etkileşimci görüş ise dilin bir boşlukta değil sosyal bir çevre içinde kazanıldığını savunur. Çocuklar dünyaya iletişim kurmaya yönelik özel sosyal kapasite ile gelirler; ortak dikkat ve niyetleri anlama becerisi dil edinim sürecinin merkezinde yer alır. Dil üretimi, bireyin belirli bir zamanda neyi nasıl söyleyeceğini seçmesini ve bu mesajı oluştururken geçtiği zihinsel süreçleri kapsar. Dil üretimi sırasında en önemli unsurlardan biri "dinleyici tasarımı"dır. Konuşmacı, mesajını ileteceği kitlenin özelliklerini göz önüne alır ve onlarla ortak bir zemin oluşturma çabasıyla konuşmasını şekillendirir. Herbert Clark’a göre konuşmacı ve dinleyici arasındaki ortak zemini belirleyen üç temel unsur vardır: topluluk üyeliği (aynı kurumda çalışma vb.), eylem birlikteliği (daha önce aynı konudan bahsetmiş olma) ve algısal birlikteliktir (kişinin o anda görülebilir bir yerde olması). Bu unsurlar dilin karşı tarafa göre nasıl yeniden düzenlendiğini açıklar. Konuşulan dili anlama sürecinde ise fonolojik, morfolojik ve sentaktik bilgilerin yanı sıra pragmatik bilgiler ve bağlamsal ipuçları kritik rol oynar. Kelimelerin birden fazla anlama gelebileceği durumlardaki belirsizlikler (örneğin "çaydan geliyor" ifadesi), cümlenin yapısından, anlamından ve ortamın sunduğu bağlamsal bilgilerden yararlanılarak çözümlenir. Dil ve düşünce arasındaki ilişki, düşüncenin mi dili oluşturduğu yoksa dilin mi düşünceyi belirlediği soruları etrafında şekillenir. Kimi araştırmacılar önermelerden oluşan düşüncenin dili biçimlendirdiğini savunurken, kimileri de dilin düşünme biçimini doğrudan etkilediğini öne sürmektedir. Sapir ve Whorf tarafından ortaya atılan "Dilsel Görecelilik Hipotezi", bir bireyin konuştuğu dilin yapısının, o bireyin dünyaya ilişkin düşünme ve algılama biçimleri üzerinde doğrudan etkili olduğunu savunur. Whorf’un Inuitler (Eskimolar) üzerinde yaptığı ve dillerinde kar için bir düzineden fazla farklı kelime olduğunu gösteren çalışmaları bu hipoteze en bilinen örnekler arasındadır. Sapir-Whorf hipotezi zaman içinde bazı araştırmacılar tarafından eleştirilmiş ve renk algısı gibi konularda hipotezi desteklemeyen sonuçlar elde edilmiştir. Buna karşın, güncel çift dilli birey araştırmaları ve dil karşılaştırmaları, dilin bireylerin değerlendirme ve yorumlama süreçlerini etkilediğine dair yeni bulgular sunmaya devam etmektedir.