인지학습이론은 학습자가 기억 속에서 학습 사태 중 일어나는 여러 가지 사상에 관한 정보를 보존하고 조직하는 인지구조를 형성함으로써 학습이 일어난다고 본다. 인간을 외부 자극에 대한 수동적인 반응체로 간주하지 않는다. 학습이론은 학습이 일어나는 현상을 설명하는 방식이다. 이러한 방식의 대표적인 두 관점은 연합주의 학습이론과 인지주의 학습이론으로 구분된다.
인지주의는 인간행동을 설명하기 위해 기억, 지각, 지능, 언어 등 인지적 사고능력에 초점을 둔다. 학습은 그 자체가 보상이 되어야 하며 자기발견이 더욱 의미가 있다는 것을 기본 가정으로 한다. 20세기 초, 자극과 반응 간의 관계를 인간학습에 적용한 행동주의 이론은 미국을 중심으로 심리학계를 지배하였다. 그러나 인지심리학자들이 행동주의 이론으로는 설명하기 힘든 인간의 사고과정과 행동에 대한 연구를 발표하면서 행동주의 이론을 비판하였다. 인간 인지에 관심을 가지고 있던 심리학자들은 기존의 동물 위주의 행동주의적 연구와 모든 학습은 자극-반응 연합으로 귀결될 수 있다는 행동주의적 사고로부터 점차 멀어지기 시작하였다. 행동주의로는 인간행동을 모두 설명할 수 없다고 보았다.
행동주의 학습이론은 인간의 고등인지 기능인 언어, 지각, 추론, 기억 등을 설명하는 데 실패했다고 본 것이다. 이와 더불어 신경과학, 의료기술, 컴퓨터의 발달은 인간의 뇌와 사고과정에 대한 추가 사실들을 밝혀냄으로써 인지심리학자들의 주장을 뒷받침해 주었다. 이에 따라 20세기 중반 학습이론 분야에서 행동주의의 영향력은 퇴조하였고 행동주의의 자리를 인지주의가 대신하게 되었다. 인지주의는 행동주의로는 설명되지 않는 학습 기제를 제시했는데, 행동주의에서는 학습이 자극과 반응 간의 결합으로 이루어진다고 보았지만 인지주의에서는 자극과 반응이 없어도 학습이 이루어질 수 있다고 보았다.
인지학습이론의 기본 가정은 감각을 통해 받아들인 외부 자극 요소들이 함유하고 있는 의미를 추출해 내는 인지 혹은 사고 과정으로 사고 내용이 형성되고, 이들 사고 내용이 행동을 유발하는 원인이 된다는 것이다. 주요 원리로는, 첫째, 학습자는 능동적인 존재다. 행동주의 관점에서는 학습자가 환경에 반응하는 수동적인 존재이지만 인지주의 관점에서는 새로운 정보를 적극적으로 받아들이며 능동적으로 지식을 구성한다. 학습자는 제시된 정보를 있는 그대로 부호화하는 것이 아니라, 자신의 지식과 연계하여 지식을 능동적으로 구성한다.
둘째, 인간의 반응은 사전 경험에 따라 다양하다. 인지주의 관점에서 볼 때 학습자의 머리는 진공상태가 아니다. 학습자는 자신의 여러 가지 경험을 토대로 다양한 학습 성과를 나타낸다. 행동주의 관점은 백지설과 인간관을 토대로 인지과정을 중시하지 않는다. 행동주의 관점에서는 자극 후에 반응이 나타나는 과정을 블랙박스라고 표현하여 알 수 없는 부분으로 규정했다. 반면 인지주의 관점에서는 학습자의 특성에 따라 학습의 과정과 결과가 바뀔 수 있고 그 결과 다양한 반응이 나타난다고 본다.
셋째, 학습은 행동의 잠재력의 변화까지 포함한다. 행동주의 학습이론에서는 학습을 직접 경험에 근거한 행동의 변화로 정의하였다. 변화는 밖으로 표출되는 시행착오를 통해 점진적으로 이루어진다. 이와 달리 인지학습이론에서는 학습을 직접 경험을 뛰어넘는 행동의 변화 그리고 행동 잠재력의 변화로 정의한다. 변화의 과정은 내면적으로 이루어진다.
인지학습이론의 중심 주제는 개념형성, 사고과정, 지식의 획득 등이며, 인간의 지각, 인식, 의미, 이해, 그리고 이와 유사한 의식적 경험이 학습을 결정하는 중심 개념이라고 간주한다. 게슈탈트 이론, 기호 학습이론, 정보처리 이론 등이 인지학습이론에 포함된다(김춘경 등, 2016).