Kognitivna rezerva je ideja koja je razvijena kako bi objasnila zašto dvije osobe mogu pretrpjeti slične količine oštećenja mozga, ali završiti s različitim razinama moždane funkcije. Istraživači su sugerirali da kognitivna rezerva može biti veća u mozgu nekih ljudi od drugih, što im omogućuje da prevladaju štetu uzrokovanu poremećajima kao što su moždani udar i Alzheimerova bolest. Iako istraživači nisu sigurni kako točno nastaje, kognitivna rezerva mogla bi proizaći iz toga što mozak radi učinkovitije nego inače. Alternativni mehanizam mogao bi biti da, ako je potrebno, mozak nekih ljudi bude u stanju zaposliti područja koja se inače ne koriste.
Kada su istraživači prvi put primijetili da bi mozgovi dvoje različitih ljudi mogli imati istu količinu neuropatoloških oštećenja, ali se činilo da jedna osoba funkcionira bolje od druge, razvijena je teorija o nečemu što se zove moždana rezerva. Rezerva mozga odnosi se na veličinu mozga osobe prije ozljede, a teorija je da što je veći mozak i što je više živčanih stanica dostupno, to se osoba može bolje nositi s oštećenjem mozga. Ova teorija ne uzima u obzir način na koji mozak pojedinca radi i njegovu sposobnost prilagodbe, pa je razvijena teorija kognitivne rezerve.
Hipoteza kognitivne rezerve sugerira da je mozak nekih ljudi u stanju rješavati probleme i obrađivati informacije učinkovitije od drugih. Također, neki bi mogli koristiti alternativne dijelove mozga, koje većina ljudi inače ne koristi, za obavljanje određenih zadataka. Jedan ili oba ova čimbenika mogu ljudima dati rezervni kapacitet u mozgu, koji dolazi u obzir kada se dio mozga izgubi zbog ozljede ili bolesti.
To bi moglo objasniti zašto se kod nekih ljudi nakon smrti otkrije da su imale promjene na mozgu povezane s uznapredovalom Alzheimerovom bolešću, ali nikada nisu pokazivale simptome bolesti dok su bili živi. Istraživači smatraju da bi se Alzheimerova bolest mogla kasnije pojaviti kod ljudi s velikom kognitivnom rezervom, iako bi njihov mozak mogao pokazati ista oštećenja kao i oni ljudi s nižom rezervom, kod kojih je bolest postala očita ranije. Kako bi se ljudi s velikom kognitivnom rezervom mogli nositi s relativno uznapredovalim promjenama Alzheimerove bolesti prije nego što izgube funkciju mozga, to bi moglo značiti da, kada se bolest konačno dijagnosticira, mogu brzo krenuti nizbrdo.
Posjedovanje velike kognitivne rezerve povezano je s određenim čimbenicima kao što su visok IQ i sudjelovanje u velikom broju interesa i aktivnosti. Smatra se da bi se kognitivno istraživanje moglo mijenjati tijekom života, kako se mijenja način života osobe. Oni koji se nastavljaju baviti novim aktivnostima i slijede intelektualne potrage skloni bi održavanju visoke rezerve, dok bi oni koji su prestali koristiti svoj mozak mogli smatrati da se njihova rezerva smanjuje.