心理運算是智慧的最高表現，因而從中邏輯學中引進”運算“的概念，作為劃分智慧發展階段的依據。即”心理運算“，指能在心理上進行的、內化了的動作。初生的嬰兒只有一系列籠統的反射，隨后的發展便是組織自己的感覺與動作以應付環境中的刺激。通過不斷的學習與訓練，更多新的刺激和客體被同化到先天的反射中。到這一階段的后期，感覺與動作才漸漸分化，思維也開始萌芽。手的抓取和嘴的吮吸是這一階段兒童探索周圍世界的主要手段。 兒童認知結構中已經具有了抽象概念，思維可以逆轉，因而能夠進行邏輯推理。兒童已經獲得長度、重量、面積、和體積等的守恒，能憑借具體事物或從具體事物中獲得的表象進行邏輯思維和群集運算。但這一階段的兒童的思維仍需要具體事物的支持，在形成概念、發現問題、解決問題上都必須與他們熟悉的物體或場景相聯系，還不能進行抽象思維。