Kognitīvā attīstība ir mainīgs domāšanas, mācīšanās un uztveres process, kad bērns attīstās no zīdaiņa vecuma līdz pieauguša cilvēka vecumam. Attīstoties izziņai, bērni balstās uz iepriekšējo pieredzi, izmantojot to, lai palīdzētu viņiem izprast apkārtējo pasauli. Pētnieki neirozinātnes un psiholoģijas jomā nepārtraukti cenšas labāk izprast saiknes starp ģenētiku, smadzeņu attīstību un vides faktoriem un to, kā tie mijiedarbojas kognitīvās attīstības laikā. Viens no bērnības kognitīvo procesu pētīšanas pionieriem bija Žans Pjažē. Lai gan daži no viņa darbiem ir zaudējuši labvēlību, liela daļa no viņa atklātā joprojām ir plaši pieņemta.
Pedagogi jau sen ir izmantojuši Piažē kognitīvo teoriju, lai uzlabotu bērnības mācīšanās pieredzi. Izziņas attīstības posmu apzināšanās palīdz skolotājiem veidot mācību stundas, kas piemērotas konkrētām vecuma grupām, un uzlabo skolēnu izpratni. Bērniem attīstoties, mainās valoda un matemātiskā izziņa. Zināšanas par to, kā bērni augšanas laikā spriež un domā par matemātikas jēdzieniem un valodu, ir bijis galvenais faktors skolas mācību programmas izstrādē. Pētījumiem attīstoties, skolotāju izglītības stundās tiek iekļauti jauni atklājumi kognitīvās attīstības jomā.
Maziem bērniem atklāšana spēles laikā ir ļoti svarīga gan sociālo, gan kognitīvo procesu attīstībā. Rotaļājoties bērni attīsta problēmu risināšanas prasmes, plānošanas spēju un pamata matemātisku domāšanu. Viņi veido sajūtu par sevi pasaulē, spēles laikā manipulējot ar rotaļlietām un priekšmetiem. Pētnieki ne tikai spēlējas ar rotaļlietām, bet arī pēta saistību starp izlikšanās spēli un augstāka līmeņa kognitīvo prasmju, piemēram, abstraktās domāšanas, attīstību. Izlikšanās spēlē bērni domā transformatīvā, simboliskā un emocionālā veidā, kas var aktivizēt vairāk smadzeņu apgabalu.
Psihologi un neirozinātnieki turpina mēģināt atbildēt uz jautājumiem par to, kā izziņa un smadzenes attīstās no dzimšanas līdz pilngadībai. Tas, kā bērni spriež un mācās dažādos vecumos, nepārtraukti mainās. Kad viņi saskaras ar jauniem jēdzieniem vai objektiem, izziņa mainās, lai iekļautu šīs jaunās lietas viņu pasaules uztverē. Kognitīvās attīstības laikā mainās klasifikācijas sistēmas, spriešanas spējas un problēmu risināšanas stratēģijas. Kognitīvās attīstības pētījumu uzmanības centrā ir tas, kā tas notiek.
Saistība starp kognitīviem traucējumiem un smadzeņu attīstības problēmām ir arvien plašāka pētījumu joma. Mācīšanās traucējumi, uzmanības deficīta un hiperaktivitātes traucējumi (ADHD) un autiskā spektra traucējumi ir tikai daži no apstākļiem, kas saistīti ar kognitīvās attīstības problēmām. Kognitīviem traucējumiem raksturīgas ilgstošas mācīšanās un atmiņas grūtības. Problēmas ar spriešanas spējām un problēmu risināšanas prasmēm skar ne tikai akadēmisko, bet arī sociālo un uzvedības jomu. Precīzi kognitīvo traucējumu cēloņi nav pilnībā izprotami.