Kognitiotiede tutkii tietoilmiöitä kuten havaitsemista, oppimista, muistia, ajattelua, kieltä ja käsitteitä, sekä näiden taustalla olevia tiedonkäsittelyn mekanismeja. Yhteistä kognitiotieteen tutkimuskohteille on, että niitä voidaan tarkastella tiedon esittämisen eli representaation ja informaation prosessoinnin näkökulmista. Kognitiotieteellinen tutkimus on luonteeltaan
monitieteistä: perinteisesti sen katsotaan sijoittuvan
psykologian,
tietojenkäsittelytieteen,
filosofian,
kielitieteen ja
neurotieteen leikkaukseen.