La cognición incluye procesos mentales básicos como la sensación, la atención y la percepción. La cognición también incluye operaciones mentales complejas como la memoria, el aprendizaje, el uso del lenguaje, la resolución de problemas, la toma de decisiones, el razonamiento y la inteligencia. Los investigadores del envejecimiento cognitivo han encontrado diferencias de edad tanto en la cognición básica como en la compleja, pero el grado de estas diferencias depende del aspecto de la cognición que se examine. Aunque los procesos mentales o cognitivos controlan el comportamiento, se deducen de las observaciones del comportamiento. Los investigadores del envejecimiento cognitivo han utilizado diversas técnicas o paradigmas para realizar estas inferencias. Las técnicas experimentales se utilizan con hipótesis para examinar las relaciones causales. Las técnicas diferenciales se utilizan para estudiar las diferencias individuales en la cognición y para buscar relaciones entre los procesos cognitivos. Los enfoques contextuales se utilizan para comprender la relación de la cognición con las actividades cotidianas. Además de los estudios transversales, el cambio se mide dentro de los participantes en los diseños longitudinales. Se utilizan técnicas de neurociencia para determinar la relación entre el cerebro y la cognición.