思维是人类认识活动的最高形式，它使人们不仅能反映由感觉器官所直接感知的事物，还能够反映出事物间的内在联系。这是通过对事物的分析、比较、综合、抽象和概括来进行的，是一种用推理或判断间接的反映事物本质的认识活动，它是凭记忆、想象以处理抽象事物，从而理解其意义的过程。
思维的神经学基础极为复杂，即使一个极简单的前角运动神经细胞也约有10000个突触，一个大脑皮层神经细胞的突触可多达300000个。很大范围的脑组织或脑皮层的切除或破坏，也不会使思维活动完全丧失。中脑前端和丘脑网状结构的某些部位病变，即使小范围却可发生神志不清或昏迷，不能进行思维活动。
对疼痛反应的低级思维主要在间脑进行的，结合视象的思维主要在大脑皮层进行，思维的理论性抽象性内容主要在大脑皮层尤其是前额叶内进行。
思维情绪性内容的进行还结合边缘系统、脑干、网状结构等，极其复杂的神经网络同时持续注意定向进行的、有程序的、神经兴奋抑制交互作用的冲动活动，高级思维由已知前提开始到得出结论。这一个已知前提可由外界刺激造成的知觉引起，也可由本身内在的记忆激起。
由于脑的各个部位的功能差异，大脑某一部位的病变可影响思维活动的某一方面。语言是记忆和思维的极其重要组成部分，因而主侧大脑半球的病变，就可导致特别严重的思维障碍。
