心理运算是智慧的最高表现，因而从中逻辑学中引进”运算“的概念，作为划分智慧发展阶段的依据。即”心理运算“，指能在心理上进行的、内化了的动作。初生的婴儿只有一系列笼统的反射，随后的发展便是组织自己的感觉与动作以应付环境中的刺激。通过不断的学习与训练，更多新的刺激和客体被同化到先天的反射中。到这一阶段的后期，感觉与动作才渐渐分化，思维也开始萌芽。手的抓取和嘴的吮吸是这一阶段儿童探索周围世界的主要手段。

儿童认知结构中已经具有了抽象概念，思维可以逆转，因而能够进行逻辑推理。儿童已经获得长度、重量、面积、和体积等的守恒，能凭借具体事物或从具体事物中获得的表象进行逻辑思维和群集运算。但这一阶段的儿童的思维仍需要具体事物的支持，在形成概念、发现问题、解决问题上都必须与他们熟悉的物体或场景相联系，还不能进行抽象思维。