Zihinsel süreçler, organizmanın doğrudan gözlenemeyen, ancak dolaylı yollarla gözlenip ölçülebilen davranışlarıdır. Bunlar ileride ele alıp inceleyeceğimiz zeka, bellek, algılama, düşünme, öğrenme gibi duyuşsal ve bilişsel süreçlerdir. İnsanın duyguları, düşünceleri yani iç dünyasında gerçekleşen ve yaşanan bu olaylar, dolaylı olarak gözlenip ölçülebilir. Örneğin, bir öğrencinin derste öğrendiklerinin ne kadarını hatırladığını gözlemleyemeyiz. Ancak, sınavda yaptığı hata sayısı ile ne kadar hatırladığını ölçebiliriz.
