Аналіз- це розчленування предметів і явищ у свідомості, виокремлення в них їх частин, аспектів, елементів, ознак і властивостей.

Аналіз у мисленні є продовженням того аналізу, що відбувається в чуттєвому відображенні об´єктивної дійсності. Об´єктом аналізу можуть бути будь-які предмети та їхні властивості.

Синтез - це мисленнєва операція, яка полягає у пошуку цілого через утворення істотних зв'язків між вирізненими елементами цілого. Аналіз і синтез є основними мисленнєвими операціями. Це операції, які взаємодіють і взаємо зумовлюють одна одну. Повний аналіз, тобто вирізнення основних одиниць цілого, сприяє успішному виокремленню зв'язків між елементами, ознаками цілого.Операції аналізу та синтезу зароджуються у практичних, зовнішніх діях і виконуються мимовільно. Розвиваючись, перетворюються на цілеспрямовані та внутрішні операції (здійснюються подумки).

Функції мисленнєвої операції порівняння полягають у відображенні елементів ознак подібності та ознак відмінності. Індивід може порівнювати наочно наявні або уявлювані об'єкти, створюючи їхні образи. Складним є процес порівняння людей, літературних персонажів, суспільних явищ.

У процесі розв'язування задач доводиться здійснювати не тільки аналіз, а й абстрагування. Абстрагування - це мисленнєва операція, якою ми вирізняємо окремі ознаки, елементи і відділяємо їх від інших і від самих об'єктів. Слово "абстрагувати" походить від лат. - відриватися, залишатись осторонь. Продуктом актуалізації операції абстрагування є утворення поняття, моделі, теорії тощо. В основі цих продуктів діяльності абстрагування лежать істотні ознаки, відокремлені від неістотних, необхідні - від випадкових, загальні - від поодиноких, якісні - від кількісних тощо. Зароджується абстракція в практичному мисленні, а свій подальший розвиток дістає у слові як засобі вираження свого продукту. Слово значно розширює можливості цієї операції. Оскільки абстрагування відіграє провідну роль в утворенні понять і розробленні теоретичних положень, якими оперує наукове мислення, його ще називають абстрактним мисленням.

Функції операції узагальнення полягають у вирізненні груп предметів та явищ за істотними ознаками, спільними для цих груп. Узагальнення відбувається на основі абстракції, бо остання здійснює вирізнення істотних ознак та відділення їх від неістотних. Операція узагальнення необхідна тоді, коли треба зробити висновок, визначення, вивести правило тощо. Ця операція є продовженням операції синтезу, але складніша від неї. Складність її полягає в тому, що вона здійснює пошук не тільки істотних, а й спільних для кількох об'єктів ознак, виокремлення родових ознак і відділення їх від видових. До того ж, операція узагальнення надбудовується над простішими операціями. Означення- це прив’язування до узагальнюваного значка.

Є два різновиди узагальнення: емпіричне, яке здійснюється шляхом порівняння чуттєво даних ознак і виявлення серед них спільних; і теоретичне, яке ґрунтується на глибокому аналізі об'єктів, виділенні спільних та істотних ознак за допомогою подальшого розвитку аналізу в операції абстрагування. В узагальненні, як і в абстрагуванні, велику роль відіграє слово.

Операція класифікації - це пошук істотних і спільних ознак, елементів, зв'язків для певної групи об'єктів, що створює основи для розподілу об'єктів на групи, підгрупи, класи.

Систематизація - це мисленнєва операція, яка спрямована на виділення істотних і загальних ознак та подальше об'єднання за ними груп або класів об'єктів.

Мисленнєві операції, розвиваючись і ускладнюючись у пізнавальному процесі, можуть стати мисленнєвими діями.