Cele mai multe contribuţii asupra dezvoltării cognitive din cursul adolescenţei le-au adus grupul si centrul de cercetări conduse de Jean Piaget între 1955 şi 1969. Piaget arăta ca în adolescenţă se finisează şi se realizează la nivel înalt toate caracteristicile gândirii formale, observându-se o largă posibilitate de combinatorică mentală cu toate tipurile de conţinut şi consolidarea unor scheme de gândire care permit înţelegerea şi utilizarea relaţiilor complexe. Totodată se consolidează spiritul experimentului mental.
În 1975, Neimark ajunsese la concluzia ca faptul ca în adolescenţă se ating nişte performanţe ale gândirii (nivelul operaţiilor formale) pare să nu fie atât de general cât s-a crezut iniţial. Se poate ca acest stadiu să nu fie prezent nici la toţi adolescenţii, nici la toţi adulţii. Aceste concluzii s-au sprijinit pe cercetările lui Towler şi Wheatley în 1962 pe adolescenţi. Aceştia au constatat că nu la toţi adolescenţii se întâlnesc performanţele gândirii formale. Kuhn şi Adams au făcut în 1974 cercetări pe adolescenţi, constatând ca în raport cu anumite probleme, adolescenţii pot demonstra toate caracteristicile gândirii formale, dar în alte tipuri de probleme pot avea dificultăţi.
În 1972, cercetările pe adulţi ale lui Papalia şi ale lui Tomlison- Keasey, i-au determinat pe aceştia să-şi pună 2 probleme: ori aceşti adulţi n-au atins caracteristicile depline ale gândirii formale când au fost adolescenţi, ori le-au pierdut între timp. În 1974, Loberge şi Flexer, în urma unor cercetări pe adulţi, constată că aceştia demonstrează bune calităţi de gândire în legătură cu o serie de probleme, dar au dificultăţi în ceea ce priveşte logica propoziţiilor. Alte cercetări au fost în legătură cu faptul dacă e influenţată gândirea umană (şi a adolescenţilor) în legătură cu apartenenţa la sex. Au fost autori care au obţinut diferenţe şi autori care nu au constatat diferenţe, fapt care a dus la un rezultat incert.
Au fost întreprinse cercetări în legătură cu relaţia dintre tipul de cultură şi conservarea şi stimularea gândirii formale. Douglas şi Wang (1972) şi-au propus să facă cercetări pe adolescenţi din Statele Unite şi Hong Kong. Ei au constatat diferenţe în defavoarea celor din urmă interpretate ca fiind legate de specificul cultural.
Neimark a arătat că dincolo de adolescenţa, specificul profesiei poate sau nu să conserve caracteristicile gândirii formale. Unele profesii amplifică aceste caracteristici, alte persoane pot pierde caracteristicile gândirii formale din adolescenţă. Gândirea formală se poate manifesta limitat, având în vedere cercetările lui Tomlison- Keasey care a constatat la adolescenţi şi adulţi faptul că dacă se exersează rezolvarea unui anumit tip de probleme şi se obţin performanţe înalte operatorii, acestea nu se transferă cu usurinţă la noi conţinuturi problematice.
Elkind consideră ca egocentrismul adolescențin este opus într-un fel unei concluzii a lui Piaget. Acest egocentrism caracteristic gândirii adolescentului constă într-o deosebită încredere a acestuia în gândire şi raţionalitatea gândirii, fiind înclinat să dea cea mai mare credibilitate gândirii şi să vadă realul ca pe o variantă a posibilului. În adolescenţă se realizează o decentrare datorită interacţiunii adolescentului cu grupul şi s-ar produce acea creştere a obiectivităţii felului de a privi şi înţelege lumea şi pe sine.
Neopiagetienii au adăugat un al cincilea stadiu al dezvoltării mentale umane. Riegel şi Arlin arătau în 1976 că stadiul al cincilea ar consta în capacităţile mentale deosebite şi nu este atins decât de oamenii care desfăşoară activităţi intelectuale de vârf. Aceste calităţi de vârf ale inteligenţei umane se exprimă în operaţii dialectice şi posibilitatea nu doar de a rezolva probleme, ci şi de a descoperi probleme. Numărul cercetătorilor de această natură, care tind să reia cercetările piagetiene şi să le relaţioneze cu alţi factori a crescut în ultimul timp.
Planul psihic suportă la vârsta adolescenţei prefaceri profunde. Este vorba de acele transformări care vor conduce treptat la cristalizarea şi stabilizarea celor mai multe dintre structurile psihice ale adolescentului. Deşi traseele pe care evoluează acest proces sunt sinuoase, complicate, presărate cu numeroase bariere şi dificultăţi, deşi procesul ca atare poate fi mai calm sau mai năvalnic, cu devansări spectaculoase, dar şi cu întârzieri descurajante, la sfârşitul acestui proces ne vom afla în faţa prezenţei unor structuri psihice bine închegate şi cu un grad mare de mobilitate. Acum au loc dramaticele confruntări dintre comportamentele împreunate de atitudinile copilareşti şi cele solicitate de noile cadre sociale în care acţionează adolescentul şi cărora el trebuie să le facă faţă, dintre aspiraţiile sale mareţe şi posibilităţile încă limitate de care dispune pentru traducerea lor în fapt, din ceea ce doreşte societatea de la el şi ceea ce dă el sau poate să dea, dintre ceea ce cere el de la viaţă şi ceea ce îi poate oferi viaţa.
Totodată, prefacerile psihice la care este supus sunt generate de nevoile şi trebuinţele pe care el le resimte, atât de nevoile apărute încă în pubertate, dar convertite acum sub alte forme, cât şi de noile nevoi apărute la acest nivel al dezvoltării. Nevoia de a şti a scolarului mic, convertită în nevoia de creaţie a puberului, devine şi mai acută la adolescent, luând forma creaţiei cu valoare socială, nu doar subiectivă. Nevoia de a fi afectuos se amplifică, luând la început forma unui nou egocentrism afectiv, pentru ca pe parcurs, acesta să lase locul unei reciprocităţi afective; are loc o senzualizare a individului, reapare agitaţia instinctuală, se instituie nevoia de a i se împărtăşi sentimentele. Nevoia de grupare se sparge, se destramă pentru a lăsa loc nevoii de prietenii efective, nevoia unui cerc intim de prieteni. Relaţiile dintre sexe sunt foarte strânse, mai mult platonice, romantice, cu mare încărcătură de reverie şi fantezie; au loc furtuni afective, ruperi spectaculoase şi dramatice de prietenie. Nevoia de distracţie a puberului se continuă şi în adolescenţă, dar distracţiile se intelectualizează, sunt trecute prin filtrul personalităţii; alegerea distracţiilor este electivă în funcţie de propriile preferinţe. Aspectele de ordin cultural, estetic trec pe prim plan. Nevoia de independenţă şi autodeterminare a puberului se converteşte în nevoia de desăvârşire, autodepăşire, autoeducare a adolescentului care dispune într-o mai mare măsura de şine. Nevoia de imitaţie a şcolarului mic convertită în nevoia de a fi personal, a puberului, suportă noi metamorfozări în adolescenţă.
La început, dorinţa adolescentului de a fi unic se exacerbează mult luând forma nevoii de singularizare, de izolare, tânărul fiind preocupat şi absorbit aproape în exclusivitate de propria persoană, pentru ca spre sfârşitul adolescenţei să ia forma nevoii de a se manifesta ca personalitate, ca subiect al unei activităţi socialmente recunoscută şi utilă, valoroasă. Nevoia de a fi personalitate se manifestă adeseori prin tendinţa expresă a adolescentului spre originalitate, cele două forme ale sale: creaţia, producerea a ceva nou, original, şi excentricitatea. Din dorinţa de a ieşi din comun, de a fi ca nimeni altul, adolescentul îşi întrece prietenii în comportamente sociale şi deviante.
Impulsionat de aceste nevoi, adolescentul îşi elaborează instrumentarul psihic necesar satisfacerii lor. Astfel, nevoia de cunoaştere şi de creaţie poate fi satisfăcută datorită faptului că în această etapă inteligenţa generală a copilului se apropie de încheiere. Se consolidează structurile gândirii logico-formale, capacitatea de interpretare şi evaluare, de planificare, de anticipare, de predicţii, spiritul critic şi autocritic. Gustul excesiv pentru raţionament, accesul la noţiunea de lege, reactivarea curiozităţii orientată spre explicarea raţională, cauzală a fenomenelor şi relaţiilor dintre ele, vor conduce spre abordarea mai amplă, filozofică a realităţii, la apariţia atitudinilor critice faţă de valori. Ca urmare, se dezvoltă caracterul de sistem al gândirii, dar şi unele instrumente ale activităţii intelectuale (capacitatea de argumentare şi contraargumentare, de demonstrare, de elaborare a unor ipoteze etc.).
La această vârstă se dezvoltă mult debitul verbal, fluenţa verbală, flexibilitatea verbală. Se adoptă un mod propriu de iscălitură, se elaborează algoritmi şi stereotipii verbale ce servesc în soluţionarea diferitelor situaţii (ca introduceri într-o conversaţie, ca modalităţi de încheiere a convorbirilor etc.). Conştientizând valoarea de influenţare a cuvântului, vorbirea devine mai nuanţată, plastică, se desfaşoară în funcţie de particularităţile situaţiilor (oficiale sau intime).