Словосъчетанието „логическо мислене“ изхожда от две слова и включва два компонента: логика и мислене. Думата логика произхожда от гръцката дума Logos, която означава мисъл, закономерност, разум. Логиката е наука, която изучава структурите на мисленето, законите на правилното мислене, методите на разсъждение, откриването на доказателство, разграничаването на правилно от грешно разсъждение. За баща на науката за законите и формите на мисленето се смята Аристотел (384-322 г. пр. Хр.).

От психологическа гледна точка, мисленето е висш познавателен психичен процес, при който се осъществява входиране и обработка на информацията от заобикалящия свят; осмисляне се същността на явленията; откриват се закономерности и се формулират закони. То преминава през различни етапи:

1. оформяне на въпрос, който очертава посоката на търсеното решението; 
2. поява на асоциации – появяват се връзки между неизвестното/непознатото и известното/познатото, които се подлагат на оценка от мислещия за достоверност, вероятност, пристрастност; 
3. отсяване на асоциациите и поява на предположение – на този етап се формулират хипотези (колкото повече са те, толкова по-голяма е вероятността да се открие най-доброто решение на проблема), които се подлагат на методи за доказване – чрез проба и грешка; чрез използване на аналогия; чрез откриването на качествено нов подход; чрез математико-статистически методи и др.; 
4. извършва се проверка на предположението (протичат процеси на уточняване, потвърждаване или опровергаване); 
5. достига се до задоволителен резултат или до ново когнитивно действие, от което следва повтаряне за целия цикъл от последователни умствени действия за намиране на оптимално решение. 

                Мисленето има начало (свързано с отделянето на признаците на обектите), развитие (състоящо се в сравняване, абстрахиране, конкретизиране) и завършек (проектиращ се в обобщението). Тези звена се разгръщат в ежедневно на човека в състояние на будност. Те могат да протичат мигновено, без да се осъзнава тяхното наличност и да достигнат до светкавичен резултат - установяване на връзки между предметите, техните свойства или явления. 

 Мисленето на всеки човек се отличава със своята уникалност, базираща се на модулациите в качествата на мисленето: 

1. дълбочина (извличането на съществените признаци на явленията; откриването на връзките между обектите и явленията; декодирането на скрития, неявния смисъл на повтаряеми факти и явления; прогнозирането на близки и далечни последствия; улавянето на случайни и закономерни явления в динамиката на един процес); 
2. широта на мисленето (извличането на необходимата и запаметена информация, съответна за решаването на определен проблем; генерирането на широк кръг от хипотези, създаващи условия за оптимален избор); 
3. гъвкавост (намирането на нови начини за решаване на познат проблем; бързо и леко превключване от един способ към друг); 
4. критичност (безпристрастна оценка на чужди идеи, хипотези; адекватна самооценка на своята работа и подход); 
5. бързина  (висока скорост на пораждане на идеи, хипотези в критични ситуации; способност за интензивно отсяване на добрите, правилни идеи; в скорострелността на вземане на адекватни решения на проблем); 
6. самостоятелност на мисленето (самостоятелно формулиране, откриване и вземане на решение);  
7. последователност на мисленето (следването на закономерности, принципи, спазване на логическите закони).  

Ако направим опит да обобщим идеите и да изведем някаква обща работна дефиниция, без претенции за окончателност и завършеност, то тогава логическото мислене е вид мислене, което позволява решаването на проблеми; правенето на концептуални анализи; прилагането на разсъждения; разпознаване на абстрактни структури; вземане на логични решения, основани на сравнения и изводи.

Логическото мислене е способността на детето да извършва самостоятелно и независимо прости логически действия (анализ, синтез, сравнение, класификация, обобщение и др.), както и умението да прилага логически операции, използвайки индуктивни и дедуктивни логически схеми. Логическото мислене е способността на човека да разбере заобикалящия го свят и да проумее взаимоотношенията между нещата, действията, предметите, фактите, като използва анализ, сравнение, абстракция, умозаключения, индукция, дедукция, аналогия, класификация. То е способността да се разсъждава и да се правят умозаключения.

Логическото мислене е мисловен процес, в рамките на който човек обработва, съхранява и възпроизвежда постъпващата информация, което му позволява да разглежда и търси решения на сложни проблеми, стремейки се да установява връзки и взаимодействия между съставящите ги елементи. В този сложен когнитивен процес се използват пропозиционалните логически форми - конюнкция, дизюнкция, импликация, еквивалентност, отрицание; употребяват се  логическите закони с една и повече променливи;  достига се до извод, заключение, изразяващи едно от четирите възможни отношения между нещата: 

1. отношението едно - едно (една причина - едно следствие); 
2. отношението едно – много (една причина – много следствия); 
3. много – едно (много причини – едно следствие); 
4. много – много (много причини – много следствия).

Да се прилага логическо мислене, означава:

1.  да се сравняват наблюдаваните предмети, да се търсят и намират общи свойства, признаци и разграничаващи ги такива;
2. да се дефинират съществените признаци на обектите и да ги разграничава от несъществените такива; 
3. да се определят елементите, от които е съставен един обект, за да опознае всеки от тях и може да обедини тези отделни компоненти в едно цяло; 
4. да се оформят правилни изводи на базата на наблюдението и анализа на факти, данни; 
5. да се провери достоверността, истинността на собствените заключения;
6. да се обобщят системно наличните данни;
7. убедително да се състави доказателство на своите преценки, изводи, заключения; 
8. да се аргументира верността на определено заключение; 
9. да се представят мислите по категоричен, последователен, обоснован начин.