Kriittisen ajattelun tutkimukset edustavat laajaa merkintää, jota voidaan soveltaa mihin tahansa tilanteeseen tai tietoon tietyssä skenaariossa. Useita näissä tutkimuksissa esiintyviä alakategorioita ovat konseptointi, soveltaminen ja analysointi sekä tietojen synteesi tai arviointi. Joissakin tapauksissa kriittisen ajattelun tutkimukset voivat hyödyntää kaikkia näitä tekniikoita tai vain muutamia skenaariosta riippuen. Lisäksi kaikilla yksilöillä ei ole riittävää taitoa tai koulutusta tiettyjen tutkimusten suorittamiseen kriittistä ajattelua käytettäessä. On olemassa monia tutkimuksia, jotka määrittelevät tämäntyyppiset taidot – ja enemmänkin – ymmärtääkseen kuinka voidaan käyttää kriittistä ajattelua.
Tietojen käsitteellistäminen kriittisen ajattelun tutkimuksissa viittaa yleensä tiettyjen ideoiden luomiseen tai kehittämiseen. Tämä ei tarkoita sitä, että keksitään täysin uusi ajattelutapa tai puhtaasti alkuperäinen ajatus; se tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että hän kokoaa aiemmat tiedot keskitettyyn ajatukseen. Seuraava askel käsitteellistymisen jälkeen on sovellus, mikä tarkoittaa, että ihminen toteuttaa ajatuksensa tarvittaessa. Jälleen kaikki käsitteellistetyt ajatukset eivät mene todelliseen käyttöön; vain ajatuksia tai tutkimuksia, jotka vaativat toimia, siirtyvät näiden tutkimusten sovellusvaiheeseen.
Myös kriittisen ajattelun tutkimusten analyysi ja synteesi liittyvät toisiinsa, aivan kuten tiedon käsitteellistäminen ja soveltaminen. Analyysi viittaa yksinkertaisesti toisen osapuolen aiemmin laatimien tietojen tutkimukseen. Monien eri ideoiden tai ajatusten selaaminen voi auttaa ottamaan suuria tietoja ja vähentämään sen perusmuodossa tai tärkeimmissä osissa. Tietojen syntetisoimiseksi se sijoitetaan ryhmiin tai järjestetään uudelleen suuria joukkoja tietoja, joilla ei ehkä ole aiempaa organisaatiota. Jälleen yhteys näiden kahden käsitteen välillä kriittisen ajattelun tutkimusten kannalta tulee, kun yksilön on analysoitava tietoa ja syntetisoitava se sitten hyödylliseksi raportiksi tai tutkimukseksi.
Tietojen arviointi liittyy usein muihin kriittisen ajattelun tutkimuksiin. Kun henkilö on laatinut raportteja – joko käsitteellistämisen ja soveltamisen tai analyysin ja synteesin avulla – lopullinen arviointi voi olla tarpeen. Tämä arviointi voi johtua melkein mistä tahansa syystä tai tarkoituksesta ja perustuu kriittisen ajattelun tutkimusprosessin aikana löydettyihin tietoihin tai lisätietoihin. Joissakin tapauksissa tietojen arviointi voi tulla ulkopuolisesta lähteestä, joka voi vahvistaa tiedot. Ulkoisten lähteiden ehdotukset voivat auttaa vahvistamaan loppuraporttia tai antamaan ohjeita siitä, miten voidaan luoda parempia kriittisen ajattelun tutkimuksia tulevaa käyttöä varten.