Kognitivni razvoj je promjenjivi proces mišljenja, učenja i percepcije kako se dijete razvija od djetinjstva do odrasle dobi. Kako se spoznaja razvija, djeca se nadograđuju na prijašnja iskustva, koristeći ih kako bi im pomogla da shvate svijet oko sebe. Istraživači s područja neuroznanosti i psihologije neprestano traže bolje razumijevanje veza između genetike, razvoja mozga i okolišnih čimbenika te kako oni međusobno djeluju tijekom kognitivnog razvoja. Jedan od pionira u proučavanju kognitivnih procesa u djetinjstvu bio je Jean Piaget. Iako su neki od njegovih radova pali u nemilost, velik dio onoga što je otkrio još uvijek je široko prihvaćen.
Odgajatelji su dugo koristili Piagetovu kognitivnu teoriju kako bi poboljšali iskustva učenja u djetinjstvu. Svijest o fazama kognitivnog razvoja pomaže učiteljima da kreiraju lekcije primjerene određenim dobnim skupinama i poboljšava mogućnost razumijevanja učenika. Jezik i matematička spoznaja mijenjaju se kako se djeca razvijaju. Poznavanje načina na koji djeca razmišljaju i razmišljaju o matematičkim pojmovima i jeziku dok odrastaju bio je ključni čimbenik u razvoju školskog kurikuluma. Kako istraživanje napreduje, nova otkrića u kognitivnom razvoju uključuju se u nastavu obrazovanja učitelja.
Za malu djecu, otkrivanje tijekom igre ključno je za razvoj društvenih i kognitivnih procesa. Tijekom igre djeca razvijaju vještine rješavanja problema, sposobnost planiranja i osnovno matematičko razmišljanje. Oni formiraju osjećaj sebe u svijetu dok manipuliraju igračkama i predmetima tijekom igre. Osim igranja s igračkama, istraživači proučavaju veze između igre pretvaranja i razvoja kognitivnih vještina više razine kao što je apstraktno razmišljanje. Kroz igru pretvaranja, djeca razmišljaju na transformativne, simbolične i emocionalne načine, što može aktivirati više područja mozga.
Psiholozi i neuroznanstvenici nastavljaju pokušavati odgovoriti na pitanja o tome kako se spoznaja i mozak razvijaju od rođenja do odrasle dobi. Način na koji djeca razmišljaju i uče u različitim dobima neprestano se mijenja. Kako se susreću s novim konceptima ili objektima, spoznaja se mijenja kako bi te nove stvari uklopila u njihovu percepciju svijeta. Sustavi klasifikacije, sposobnosti zaključivanja i strategije rješavanja problema mijenjaju se tijekom kognitivnog razvoja. Kako se to događa, fokus je istraživanja kognitivnog razvoja.
Odnos između kognitivnih poremećaja i problema s razvojem mozga sve je veće područje proučavanja. Poteškoće u učenju, poremećaj pažnje i hiperaktivnost (ADHD) i poremećaj autističnog spektra samo su neki od stanja povezanih s problemima kognitivnog razvoja. Kognitivne poremećaje karakteriziraju dugotrajne poteškoće s učenjem i pamćenjem. Problemi sa sposobnostima rasuđivanja i vještinama rješavanja problema utječu ne samo na akademska, već i na društvena područja i područja ponašanja. Točni uzroci kognitivnih poremećaja nisu u potpunosti shvaćeni.