Kognitiivinen malli on yritys luoda prosessi, yleensä tietokoneella, joka simuloi ihmisten ajattelua. Joissakin tapauksissa tämä voidaan suunnitella tavoitteena oppia lisää laskennasta. Useimmissa tapauksissa tavoitteena on kuitenkin oppia lisää siitä, miten ihmisen mieli toimii ja tapoja hoitaa ajatteluprosessiin liittyviä lääketieteellisiä ja psykologisia tiloja.
Kognitiivinen malli perustuu kognitioon, tutkimukseen siitä, miten eläimet oppivat ja käsittelevät tietoa ja päättävät sitten toimista. Useimmissa tapauksissa tähän liittyy ihmisten tutkiminen, osittain ilmeisen oman edun vuoksi ja osittain siksi, että ihmisillä näyttää olevan kehittyneimmät kognitiiviset taidot kuin millään eläimellä. Yksi kognitiotutkimuksen pääkysymyksistä on kontrasti kognitiivisten taitojen välillä, jotka näyttävät olevan olemassa syntyessään, ja niiden kykyjen välillä, jotka kehittyvät oppimisprosessin, kuten kielen, kautta.
Kognition tutkiminen tietokoneiden avulla osoittaa joitain keskeisiä eroja ihmisen aivojen ja tietokoneen välillä. Tietokone voi käsitellä tietoja paljon nopeammin kuin ihminen, mutta se voi suorittaa vain määritellyt tehtävät. Ihmisen aivot voivat käsitellä tietoja ja tehdä sitten päätöksiä tai arvioita.
Kognitiivista mallia käyttävä tutkija yrittää simuloida tätä ihmisen prosessia tietokoneella. Itse asiassa tutkija yrittää vastata yhteen kahdesta kysymyksestä. Voidaanko tietokone suunnitella käsittelemään tietoja ja tekemään päätöksiä hienostuneemmin? Ja voidaanko aivojen toiminta vähentää pelkästään loogiseksi järjestelmäksi, joka voidaan luoda uudelleen ymmärrettävällä tavalla?
Kognitiivinen malli toimii toisin kuin toinen tekoälyn tutkimuksen osa, kognitiivinen arkkitehtuuri. Kognitiivinen malli yrittää luoda uudelleen, miten aivot voivat suorittaa tietyn tehtävän, kuten oppia tai tehdä päätöksiä. Kognitiivinen arkkitehtuuri pyrkii luomaan aivojen yleisen rakenteen ja toiminnan ja tämän asettamat rajoitukset kullekin kognitiiviselle mallille.
Kognitiivisia malleja on joitain käyttötarkoituksia, jotka eivät liity suoraan aivoihin. Malli voisi esimerkiksi simuloida tapaa, jolla tieto kulkee organisaatiossa ja miten koko organisaatio tekee päätöksiä. Yrittämällä simuloida organisaation rakennetta tällä tavalla voidaan löytää tapoja, joilla se voitaisiin saada toimimaan tehokkaammin tai tuottavammin.