Poznanie obejmuje podstawowe procesy umysłowe, takie jak odczuwanie, uwaga i percepcja. Poznanie obejmuje również złożone operacje umysłowe, takie jak pamięć, uczenie się, używanie języka, rozwiązywanie problemów, podejmowanie decyzji, rozumowanie i inteligencję. Badacze zajmujący się starzeniem poznawczym odkryli różnice wiekowe zarówno w zakresie poznania podstawowego, jak i złożonego, ale stopień tych różnic zależy od tego, jaki aspekt poznania jest badany. Procesy umysłowe i poznawcze kontrolują zachowanie, ale wnioskuje się o nich na podstawie obserwacji zachowania. Badacze starzenia się poznawczego używają różnych technik i paradygmatów, by wyciągać takie wnioski. Techniki eksperymentalne są używane z hipotezami do badania związków przyczynowych. Techniki różnicowe są wykorzystywane do badania indywidualnych różnic w poznaniu i poszukiwania zależności między procesami poznawczymi. Podejścia kontekstowe są wykorzystywane do zrozumienia związku poznania z codziennymi czynnościami. Oprócz badań przekrojowych, zmiany są mierzone w obrębie uczestników w projektach podłużnych. Techniki neuronauki są wykorzystywane do określenia relacji między mózgiem a poznaniem.
.