Kognition umfasst grundlegende mentale Prozesse wie Empfindung, Aufmerksamkeit und Wahrnehmung. Zur Kognition gehören auch komplexe mentale Operationen wie Gedächtnis, Lernen, Sprachgebrauch, Problemlösung, Entscheidungsfindung, Argumentation und Intelligenz. Forscher, die sich mit dem kognitiven Altern befassen, haben Altersunterschiede sowohl bei den grundlegenden als auch bei den komplexen kognitiven Prozessen festgestellt, wobei das Ausmaß dieser Unterschiede davon abhängt, welcher Aspekt der Kognition untersucht wird. Mentale oder kognitive Prozesse steuern zwar das Verhalten, aber sie werden aus Verhaltensbeobachtungen abgeleitet. Forscher, die sich mit dem kognitiven Altern befassen, haben verschiedene Techniken oder Paradigmen verwendet, um diese Rückschlüsse zu ziehen. Experimentelle Techniken werden mit Hypothesen eingesetzt, um kausale Beziehungen zu untersuchen. Differenzielle Techniken werden eingesetzt, um individuelle Unterschiede in der Kognition zu untersuchen und nach Beziehungen zwischen kognitiven Prozessen zu suchen. Kontextbezogene Ansätze werden verwendet, um die Beziehung zwischen Kognition und Alltagsaktivitäten zu verstehen. Zusätzlich zu Querschnittsstudien werden in Längsschnittstudien Veränderungen innerhalb der Teilnehmer gemessen. Neurowissenschaftliche Techniken werden eingesetzt, um die Beziehung zwischen dem Gehirn und der Kognition zu bestimmen.