У процесі розв'язання якогось складного завдання звичайно доводиться розв'язувати ряд окремих завдань. У залежності від цього розрізняють ряд мислительних процесів. Основними з них є аналіз і синтез навколишньої дійсності.
Аналіз являє собою мислене розчленування предмета на його складові частини.
Синтез є процес, протилежний аналізові, і полягає в мисленому встановленні зв'язку, об'єднанні предметів, їх частин або ознак. У результаті розвитку аналітико-синтетичної діяльності стають можливими й інші мислительні процеси: порівняння, абстракція, узагальнення.
Порівняння полягає в мисленому співставленні об'єктів і у встановленні схожості і відмінності між ними.
Абстракція являє собою виділення якоїсь властивості або ознаки предмета, які уявляються відокремлено від самого предмета, від інших його ознак. Таким шляхом виділяються форма, колір, величина та інші властивості продуктів.
Узагальнення є мисленим об'єднанням предметів і явищ дійсності, які мають ті чи інші загальні властивості.
Процеси абстракції і узагальнення необхідні для утворення понять. Так, для того щоб у людини утворилось поняття про рослину, тварину, мінерал, необхідно абстрагувати характерні ознаки, властиві всім рослинам, всім тваринам, всім мінералам, а потім узагальнити ряд сприйнятих раніше предметів на основі існуючої між ними схожості.
У процесі мислення людина користується не окремими поняттями, а цілими системами понять, які знаходяться в певному зв'язку одне з одним. Зв'язки між поняттями, які виникають у голові людини і відображують дійсні відношення між реальними предметами і явищами, називаються судженнями. Приклади суджень: «цукор розчиняється у воді», «білка — тварина», «камінь твердий».
У процесі мислення окремі судження в свою чергу об'єднуються одне з одним. На основі одного або кількох суджень виводиться нове судження,— робиться певний висновок, умовивід.
Такий зв'язок суджень, який виникає в голові людини і відображує взаємовідношення предметів і явищ навколишньої дійсності, називається умовиводом.
Так, на основі одного судження «дерево горить» і другого — «кубик дерев'яний» дитина робить умовивід: «отже, дерев'яний кубик буде горіти».
Всі мислительні процеси: аналіз, синтез, абстракція, узагальнення, а також судження і умовивід,— здійснюються у людини за допомогою мови, за допомогою зовнішнього або внутрішнього мовлення.
Словесна сигналізація дозволяє проводити абстрагування окремих властивостей від інших властивостей, притаманних даному предмету, і разом з тим узагальнювати схожі безпосередні подразники, що й складає фізіологічну основу процесів мислення.
«Якщо наші відчуття і уявлення, — говорить І. П. Павлов, — які відносяться до навколишнього світу, є для нас перші сигнали дійсності, конкретні сигнали, то мова, спеціально перш за все кінестезичні подразнення, які йдуть в кору від мовних органів, є другі сигнали, сигнали сигналів. Вони являють собою абстрагування від дійсності і допускають узагальнення, що й складає наше зайве, спеціально людське, вище мислення, яке створює спершу загальнолюдський емпіризм, а нарешті і науку — засіб вищого орієнтування людини в навколишньому світі і в собі самому».