Когнитивниот развој на детето е резултат на активен процес на учење низ директно истражување на објектите од надворешноста. За периодот на рано детство, односно предучилишна возраст, карактеристичен е предоперационалниот стадиум на когнитивен развој. Во него се јавуваат симболичката игра (која е почеста кај девојчињата) и симболичкиот цртеж. Егоцентризмот е, исто така, негов придружен елемент и се препознава во неможноста на детето ментално да се стави во туѓа точка на гледање. Сознајниот егоцентризам, кој е најизразен на возраст од 3 и 4 години, се одликува со силна убеденост на детето дека сите мислат како што тоа самото мисли, го знаат она што тоа го знае, се чувствуваат исто како него, односно сите го гледаат истото што и тоа го гледа. Притоа, егоцентризмот е мошне видлив во говорот на детето на оваа возраст, познат како егоцентричен говор. Овој говор нема за цел да пренесе порака некому, туку ја следи активноста на детето, а посебно е изразен кога тоа скока од една на друга идеја, без оглед дали оној кој е покрај него го разбира или не.
Помеѓу карактеристиките на мислењето во предоперационалниот период се вбројува иреверзибилноста. Таа се препознава во неможноста детето мисловно да се наврати на почетокот на задачата која ја решава, односно на почетокот на процесот на решавање на задачата. Поради тоа, најчесто одлуките ги носи врз основа на перцепцијата (пр. како му изгледа предметот, колку му тежи во рацете итн.). До 3-та година најизразена е центрираноста на мислата, па детето се фиксира најчесто на една (доминатна) карактеристика или аспект на предметот и не ги зема предвид другите релевантни карактеристики или аспекти.
Во првата половина на 4-та година, детето може да користи две различни значајни својства кога, на пример, ги подредува предметите по боја и форма, што значи дека е започната децентрација на мислењето. Тогаш, кога мислењето ќе се трансформира и ќе стане потполно децентрирано и реверзибилно, детето влегува во повисок стадиум на когнитивниот развој – стадиумот на конкретни операции – кој е карактеристичен за периодот на средно детство или училишна возраст. Во стадиумот на предоперационално мислење отсуствува логично мислење, а се забележува и трансдуктивно заклучување – детето заклучува од поединечно кон поединечно, т.е. заклучува по аналогија.
За разлика од ова, во училишна возраст, поточно помеѓу 7-та и 8-та година, се развива способноста за индуктивно заклучување (од посебно кон општо), благодарение на што децата подобро учат преку правење збирки, каталози или индуктивни експерименти.
Во периодот на предоперационално мислење детето се уште не е ментално способно да гради хиерархиски подредени класи на предмети, односно не може да воспоставува односи помеѓу класите. Изостануваат и конзервациите на материја, тежина и волумен, кои се карактеристични за повозрасните деца, т.е. оние во училишна возраст. Тоа се вистински операции кои се потпираат врз сфаќањето на детето дека количеството на материја, тежината или волуменот не се променило доколку настанала трансформација која не е релевантна за тоа (пр. сфаќа дека сменета е формата и големината на чашата, но количеството на вода останува исто, бидејќи таа е само претурена од чаша со поинаква форма, но ниту е додадено дополнително количество вода, ниту пак дел од водата е истурен). Сфаќањето на времето и просторот се измешани. Дали предметот е пред или зад некој друг, зависи од просторната последователност, а не од времетраењето. Поимот за брзина кој се разбира како сооднос помеѓу поминатиот пат и времето, во просек, се формира дури околу 8-та година.
Помеѓу 4-та и 7-та година мислењето е интуитивно и постепено води до зачеток на логиката во форма на репрезентативни регулации. Интуитивното мислење е посовршено од преконцептуалното и симболичкото мислење, бидејќи негова цел се заедничките објекти, а не поединечните фигури. Детето во почетокот, на пример, нема да може да предвиди дека со едно свртување за 180° редоследот АБВ ќе се промени во ВБА, но подоцна успешно ќе ја совлада оваа ментална операција. Во овој период доминира анимизмот во мислењето, кој се препознава во верувањето на децата дека неживите нешта имаат карактеристики на живите суштества (пр. не го шутирај каменот, го боли; врне затоа што облаците плачат од тага; ветерот силно дува, бидејќи е многу лут итн). Притоа, анимизмот е поизразен за подалечни и непознати предмети и појави (пр. небесни тела, вселена итн.), отколку за блиските и познати предмети. Анимистичките сфаќања исчезнуваат со возраста, па затоа најпрво детето може сѐ да смета за живо, потоа за живи да ги смета само нештата што се движат и на крај нештата што самостојно се движат. Анимизмот е важна црта на мислењето на детето во рана возраст.
Во текот на предучилишна возраст, во мислењето е присутен и артифицијализмот, кој претставува верување дека сѐ што постои во надворешниот свет е направено од луѓето (пр. небото е сино, бидејќи луѓето го обоиле; планините ги изградиле ѕидари; морињата се солени, затоа што луѓето им ставиле сол итн.). Степенот на артифицијализам е повисок за сфаќање на потеклото на непознати, отколку на познати предмети, објекти или ситуации. Анимизмот и артифицијализмот произлегуваат од реализмот во мислењето, кој се препознава во верувањето на детето дека мислата е неразделна од својот објект, имињата им припаѓаат на објектите и нештата кои ги именуваат и не можат да се променат (пр. кучето е куче и не може да мјаука, бидејќи мјаукаат мачките, а кучињата лаат).
Сфаќањето на причинско-последичните односи во предучилишна возраст, започнува со поставување на прашањата „како?“ и „зошто?“. Во оваа насока се прави разлика помеѓу прекаузалност и каузалност. Суштината на прекаузалноста е во наведувањето на психолошките мотиви како причини за физичките случувања, а не на објективни и реални, физички причинители на појавата или настанот. Прекаузалноста може да биде психолошка (пр. кога детето смета дека облаците се движат, бидејќи мајка му така посакала), финалистичка (пр. кога причината за течењето на реката е конечниот резултат, т.е. влевање во морето), феноменалистичка (пр. кога детето вели дека „каменот тоне затоа што е тркалезен“, а таквата перцептивно достапна карактеристика е сосема случајно избрана да биде причина за тонењето, иако претставува сосема нерелевантна врска со набљудуваната појава), и магиска (пр. кога „дождот врне поради танцот на луѓето“). Заедничко за сите видови прекаузалност, е тоа што детето не ги согледува општите природни закони. Со возраста, како што ќе напредува во развојот на мислењето, детето сѐ повеќе ќе ја разбира причинско-последичната поврзаност помеѓу предметите и појавите, доаѓајќи до степен на логичка дедукција (заклучување од општо кон посебно) како највисок вид на каузалитет. Последново е карактеристично за апстрактно-логичкото мислење кое се развива во периодот на адолесценција и подразбира способност за користење на пробабилистичко, комбинаторно, експериметнално, формално-поимно и хипотетско-дедуктивно мислење.
