Souhrn vnitřních duševních dějů, díky nimž člověk získává informace z okolí i ze sebe, následně je vyhodnocuje, propojuje s dřívější zkušeností a používá při jednání. Patří sem jak vědomé, racionální úvahy, tak automatické či intuitivní postupy, které mohou probíhat i bez uvědomění. Typicky sem řadíme smyslové vnímání, zaměření pozornosti, učení a vybavování z paměti, vytváření mentálních představ, usuzování a rozhodování. Tyto mechanismy stojí v pozadí porozumění situacím, řešení problémů i adaptace na změny.
V kognitivní vědě a v umělé inteligenci se tím označují funkce, které v systému zajišťují zpracování vstupních dat a tvorbu vnitřních reprezentací, na jejichž základě pak systém volí další kroky. Může jít například o rozpoznávání vzorů, vyvozování závěrů z dostupných informací, práci s krátkodobým a dlouhodobým ukládáním znalostí nebo o mechanismy, které směrují výpočetní pozornost k podstatným podnětům.