Kognitiv psykologi omfatter den del av psykologien som studerer prosessene som ligger til grunn for oppfattelse, tenkning, og kunnskapservervelse (erkjennelse). Slike prosesser er persepsjon (sanseoppfatning), oppmerksomhet, forestillingsvirksomhet, hukommelse, begrepsdanning, språk, bedømming, resonnering og problemløsning.
Moderne kognitiv psykologi ble introdusert i USA rundt 1960 som resultat av et fruktbart møte mellom forskere i psykologi og tilgrensende fagområder: lingvistikk, nervefysiologi og computervitenskap. Mennesket ble her sett primært som behandler og bruker av informasjon, og psykologiske prosesser ble ofte beskrevet i analogi med dataprogrammer. Retningen ble oppfattet som en reaksjon mot den rådende atferdspsykologien, og man snakket gjerne om en «kognitiv revolusjon» i psykologien. Kognitiv psykologi utgjør også en sentral del av det tverrfaglige forskningsområdet kognisjonsvitenskap (cognitive science).