Ao longo da história, filósofos, matemáticos, biólogos e outros pesquisadores se interessaram pelas capacidades mentais que os seres humanos possuem, constituindo várias teorias a respeito de porquê elas existem e como elas funcionam. Platão e Aristóteles, por exemplo, já teorizavam sobre o pensamento e a memória, partindo de sua base empírica. Assim, o problema do conhecimento humano sempre esteve intimamente relacionado com os temas estudados pela psicologia cognitiva.

A psicologia cognitiva é um dos mais recentes ramos da investigação em psicologia, tendo se desenvolvido como uma área separada desde os fins dos anos 1950 e princípios dos anos 1960. Pode-se dizer, entretanto, que foi desde a segunda metade do século XIX que as funções mentais humanas deixaram o terreno da filosofia e começaram a se tornar objeto legítimo de investigação científica. O termo começou a ser usado com a publicação do livro Cognitive Psychology de Ulrich Neisser em 1967. No entanto a abordagem cognitiva foi divulgada por Donald Broadbent no seu livro Perception and Communication em 1958. Desde então o paradigma dominante na área foi o do processamento de informação, modelo defendido por Broadbent. Neste quadro de pensamento, considera-se que os processos mentais são comparáveis a software a ser executado num computador que neste caso seria o cérebro. As teorias do processamento de informação têm como base noções como: entrada; representação; computação ou processamento e saídas.