Οι ψυχολόγοι και άλλοι επιστήμονες της συμπεριφοράς έχουν έντονο ενδιαφέρον να κατανοήσουν εάν οι άνθρωποι έχουν την ικανότητα να συλλογίζονται ορθολογικά. Η ψυχολογία του συλλογισμού μελετά πώς οι άνθρωποι καταλήγουν σε συμπεράσματα, πώς επικοινωνούν αυτά τα συμπεράσματα και πώς τα χρησιμοποιούν στη λήψη αποφάσεων και σε καταστάσεις επίλυσης προβλημάτων. Πολλά πεδία σπουδών όπως η γλωσσολογία, η ψυχολογία, οι πιθανότητες και η γνωστική επιστήμη συγκλίνουν σε αυτό που ονομάζεται ψυχολογία του συλλογισμού. Η έρευνα στον τομέα καλύπτει ένα ευρύ φάσμα θεμάτων που περιλαμβάνει τη νοημοσύνη, τις συναισθηματικές αντιδράσεις, την ανθρώπινη ανάπτυξη και τον ορθολογισμό. Μέσα σε αυτά τα θέματα, οι ερευνητές προσπαθούν να απαντήσουν σε ένα ευρύ φάσμα ερωτήσεων σχετικά με τη σχέση μεταξύ της συλλογιστικής και του δεδομένου θέματος.
Συχνά η ψυχολογία του συλλογισμού είναι προσανατολισμένη στη διαδικασία και περιγραφική φύση. Εξηγεί τις διαδικασίες πίσω από το πώς οι άνθρωποι συλλογίζονται και επίσης περιγράφει τα αποτελέσματα. Ένας από τους ιδρυτικούς πατέρες στον τομέα των σπουδών είναι ο Peter Wason, ο οποίος είναι διάσημος για την έρευνά του «επιλογή». Ο Wason σχεδίασε την έρευνά του για να παρουσιάσει πολλαπλά ορθολογικά διλήμματα παρόμοιας φύσης, όπου οι συμμετέχοντες στις μελέτες του έπρεπε να κάνουν επιλογές και στη συνέχεια να εξηγήσουν γιατί έκαναν αυτές τις επιλογές. Στη συνέχεια, οι επόμενοι ερευνητές κατασκεύασαν επεξηγηματικά παραδείγματα που σχετίζονται με τη συλλογιστική σε μια προσπάθεια να δείξουν πώς οι άνθρωποι συλλογίζονται και να καταλήξουν στο συμπέρασμα πώς οι άνθρωποι μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη λογική για να εξορθολογίσουν τα συμπεράσματα.
Ένα τέτοιο παράδειγμα που οι περισσότεροι άνθρωποι βρίσκουν γνωστό είναι ο ηθικός συλλογισμός. Τέτοιες εργασίες επιλογής μπορεί να περιλαμβάνουν τη λήψη απόφασης για το εάν είναι σκόπιμο να σκοτωθεί ένα άτομο προκειμένου να σωθεί ένας μεγαλύτερος αριθμός ανθρώπων. Σε μια εργασία, ο συμμετέχων μπορεί «έμμεσα» να προκαλέσει το θάνατο ενός ατόμου για να αποτρέψει πολλούς θανάτους, ενώ σε μια άλλη εργασία θα μπορούσε «άμεσα» να προκαλέσει το θάνατο ενός ατόμου για να σώσει πολλούς. Οι συμμετέχοντες στη μελέτη θα έδιναν στη συνέχεια μια εξήγηση για το γιατί έλαβαν κάθε απόφαση. Χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα όλων των συμμετεχόντων στη μελέτη, οι ερευνητές της ψυχολογίας του συλλογισμού θα προσπαθήσουν να εντοπίσουν τα πρότυπα συλλογισμού και τις νοητικές διαδικασίες που χρησιμοποιούνται για να καταλήξουν σε τέτοια συμπεράσματα.
Έχουν προκύψει αρκετές θεωρίες σε σχέση με την ψυχολογία του συλλογισμού και τις γνωστικές διαδικασίες που εμπλέκονται. Ένα από τα πιο δημοφιλή αξιώματα ότι οι άνθρωποι βασίζονται σε νοητικά μοντέλα για να κατασκευάσουν φανταστικά σενάρια σε ένα δίλημμα. Μια άλλη θεωρία προτείνει ότι χρησιμοποιούν διανοητική λογική βασισμένη σε κανόνες για την εξαγωγή συμπερασμάτων. Ωστόσο, άλλοι ερευνητές καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι οι άνθρωποι βασίζονται σε σενάρια πιθανοτήτων για να υπολογίσουν τα αποτελέσματα. Αν και όχι χωρίς διαμάχη, ένα από τα κύρια συμπεράσματα που εξάγονται συχνά είναι ότι οι άνθρωποι μπορούν και σκέφτονται λογικά, αλλά συχνά διαπράττουν λάθη στην πράξη.