原理
1）分析水準
理性科學的中心原則是：只用單一水準研究，不能完全了解智力/大腦。例如，以記憶一個電話號碼和後來重複這號碼為例；一種方法是去接近了解這過程，通過直接觀察研究行為。一個人獲得一電話號碼後，過一些時間，要他重複，這樣，可以精確測出其能晌應時間。另一方法是；當一個人要記憶電話號碼時，研究個別神經的活動。但二種實驗都不能充分解析記憶一個電話號碼過程是如何工作的。甚至，技術可以把每一根神經的情況都弄清楚，仍然不可能知道神經的特別活動傳遞為行動。這樣，需要了解這二種水準的了解之間的聯繫。從多方面研究一特別對現象產生在大腦發生特別行為過程做較好的了解。人給出三種分析水平著名描述：
1.計算理論，指出計算目的；
2.代表和算法，給出輸入和輸出，及算法代表，它們把一種轉換成另一種；
3.通過硬體，使算法和代表變成物理現實。
2）跨學科性質
理性科學是一個跨學科的領域，它由各學科組成，包括：心理學，神經科學，語言學，哲學，計算科學，人類學，社會學和生物學。和其它科學一樣，理性科學想了解心智外的世界。因此，它也有客觀，獨立觀察。通常，這領域和物理科學是兼容的，也用科學方法及模擬或模型化。常把人類行為和模型比較。有人懷疑是否只有單一的理性科學，而提出有不止一種理性科學。
許多，但不是全部，考慮理性科學家有理智實用主義觀點-精神狀態從實用角度劃分的觀點；這樣，任何按一些精神狀態近行的系統都考慮處於那種精神狀態。但按照一些和實用主義相反的人來看，甚至非人類系統，如其它動物品種，不同的生命形式，或先進的計算機，原則上，都可有精神狀態。
3）理性科學
條件
理性科學中所用的“理性”是指能精確研究的精神作用或結構（Lakoff and Johnson）。這樣的概念化很廣泛；而不應和一些傳統分析哲學所用的理性混淆。在哪理，理性是指形式規則和真實的條件語義。
“理性”這字最早進入希臘神話奧狄鉑斯，使它粗略含有“動作或知道過程”。從1586年這字第一次用時，是在柏拉圖知識理論中。但大多數相信，在理性科學中不會去研究象柏拉圖哪樣的知識。
領域
理性科學是一大領域，並含有寬廣的研究課題。但應了解，理性科學並不等於一切和精神及智慧型有關的事。在重要的哲學辨論中，社會和文化的因素，精神，知覺，動物理性，比較和進化等常排除出外。另一與智力相關的科目，理性科學傾向避免的是可感受的特性。但理性科學中，有些人則認為這些才是真正值得研究的問題。
範圍
下面是一些理性科學的主要課題，不是全部。可參閱“List of cognitive science topics”
1.人工智慧
人工智慧包含研究機器中的理性現象。人工智慧的實際目的之一是把人類的智慧型輸入計算機。計算機也廣泛用來研究理性現象。計算模型同時用來研究人類智慧型是如何構成的。
2.注意力
選注意力作為重要信息。人類受到許多吸引，但他一定有方法決定對哪一信息進行處理。有時把注意力看成聚光燈。表示在許多信息中只注意這一個。二重聽覺（Cherry，1957）和盲目聽（Mack and Rock，1998）的實驗支持了這一點。在二重聽中；二個耳邊各有一個不同的留言。但告訴只注意其中的一個。結果，不注意的哪一個，則什麼也記不住。
3.語言知識和加工
能學習和了解語言是一個極為複雜的過程。人在開始幾年就獲得語言，所有人一般都能熟練使用語言。理論語言學的主要推動力是發現，語言一定要是抽象的形式。一些較多研究如何大腦加工的語言問題包括（1）多大範圍，語言知識是固有的，還是學習的？（2）為何大人學第二種語言比小孩學第一種語言難？（3）人類如何能了解新奇的句子？
研究語言加工包括研究語言的聲音圖形到字的意義和句子。語言學常把語言加工分成：正字法，音韻學，和語言形態學，句法，語義和語用學。可從這些成份和它們的相互作用研究語言的表達形式
4.學習和發展
學習和發展是我們隨時間增長而獲得知識和信息的過程。小孩出生時，知識很少或無知識（與如何定義知識有關），但他們很快獲得運用語言的能力；行路，認人和物。研究學習和發展希望說明所發生的機制。
研究理性發展的主要問題是某些能力的固有和學習範圍各有多少？
5.記憶
記憶可為我們以後儲存信息。記憶常可分為長期和短期二種；長期記憶使我們存信息較長時間（日，周，年），我們還不知長期記憶的極限。短期記憶可允許我們短期存儲信息（秒或分）。
記憶也常分為陳述和程式形式；陳述形式可分為語義和短暫記憶—指事實和特別知識，特別意義和特別經歷。程式記憶使我們能記憶動作和摩托程式（如何騎腳踏車），但這常有人認為是知識還是記憶？
理性科學家如心理學一樣研究記憶；但較多注意記憶如何負責理性過程，及理性和記憶間的相互關係。例如，怎樣的精神過程使一個人產生長期記憶？
6.認識能力和行動
認識能力是通過感覺或一些途徑從信息中獲的知識的能力。視覺和聽覺是二種允許我們感受環境的感覺器官。一些研究視覺認識力問題的例子，包括：（1）我們怎樣能認得物體？（2）為何我們能認得從前到過的環境，哪怕只到過的時間很短？
研究觸覺，嗅覺和味覺的刺激也都屬於接受能力的範圍。
行動是一個系統的輸出。對人類，行動伴隨有空間的移動，語言產生和所有動作。
研究方法
有許多不同方法用來研究理性科學。由於它是高度跨學科的，經常和多方面研究交叉。使用心理學，神經科學，計算機科學和系統理論的方法。
1.行為實驗
為了描述什麼是理智行為，必需研究行為本身。這類研究和理性心理學和心理物理學密切相關。測量對不同刺激的行為反應，可以了解一些關於刺激的處理過程。萊萬多夫斯基和斯特羅美次（2009）評論在心理學創新使用行為測量，包括行為蹤跡，行為觀察，和行為選擇。行為蹤跡是行為的片段；但行為人不在。行為觀察包括觀察作用者。行為選擇是行動者在二或更多中決擇。
反應時間，一個刺激出現到相應反應的時間能指出二個理性過程不同，可以反映它們的本質
心理物理反應。它的典型例是判斷一些物理性質，即聲音大小，不同個體間大小的比較等。
眼神跟蹤，眼的固定點和注意力集中有關。監視眼的運動，我們能研究某一時間什麼信息被加工。它可使我們研究極短時間內的理性過程。
2.大腦成像
大腦成像包括進行各種理性任務時腦內的分析活動。這可讓我們把腦功能和行為聯繫，去了解信息被加工。不同類型成像技術，其空間解析度也不同。大腦成像常在理性神經科學中使用。
單光發射計算斷層成像和位置發射斷層成像
腦電圖
功能磁共振成像
光學成像
腦磁圖
3.計算模型
計算模型要求有一個問題的數學和邏輯形式代表。計算機模型在不同智慧型的特別和一般性質的模擬及實驗證明時使用。計算機模型可幫助我們了解一個特別理性現象的功能組織。有二種基本接近理性模型化。第一種是集中在心理智慧型抽象的精神功能，用符號運作；第二種是隨人類大腦和神經的性質,稱為次符號。
象徵模型
次符號模型
5.神經生物學方法
直接借用神經科學和神經心理學的研究方法可幫我們了解智慧型；這些方法允許我們了解智慧型行為如何在一個物理系統中套用
單單元記錄
直接刺激大腦
動物模型
事後研究
關鍵發現
理性科學已有很大信譽；它給出人類理性偏差和冒險理解模型，在發展經濟一部份，行為金融有很大影晌。它也給出數學哲學新理論和許多人工智慧，說服和強迫的理論。它對語言哲學和認識論做出很大貢獻-使理性主義復活。理性科學了解了大腦特別功能系統，從演說到聽覺加工過程和視覺理解力等。它使了解如何傷害大腦特別部分而影晌理性有了進展。它幫助發現特別失去功能原因，如閱讀障礙，色盲和偏側痙攣等。
