Cognição inclui processos mentais básicos tais como sensação, atenção e percepção. Cognição também inclui operações mentais complexas tais como memória, aprendizagem, uso da linguagem, resolução de problemas, tomada de decisões, raciocínio e inteligência. Pesquisadores cognitivos do envelhecimento têm encontrado diferenças de idade tanto na cognição básica quanto na complexa, mas o grau dessas diferenças depende do aspecto da cognição que está sendo examinado. Enquanto os processos mentais ou cognitivos controlam o comportamento, eles são inferidos a partir de observações de comportamento. Os investigadores do envelhecimento cognitivo têm usado várias técnicas ou paradigmas para fazer estas inferências. Técnicas experimentais são usadas com hipóteses para examinar as relações causais. Técnicas diferenciais são usadas para estudar diferenças individuais na cognição e para procurar relações entre processos cognitivos. Abordagens contextuais são usadas para entender a relação da cognição com as atividades cotidianas. Além dos estudos transversais, a mudança é medida dentro dos participantes em desenhos longitudinais. Técnicas neurocientíficas são usadas para determinar a relação entre o cérebro e a cognição.