การวิเคราะห์เชิงเหตุผลเป็นกรอบทฤษฎี วิธีการ และโปรแกรมการวิจัยในวิทยาศาสตร์การรู้คิดที่พัฒนาโดยJohn Anderson [ ^{1 ] [ 2 ] เป้าหมาย}ของการวิเคราะห์เชิงเหตุผลในฐานะโปรแกรมการวิจัยคือการอธิบายหน้าที่และจุดประสงค์ของกระบวนการรู้คิดและการค้นพบโครงสร้างของจิตใจ Chater และ Oaksford เปรียบเทียบกับ คำอธิบาย เชิงกลไกของการรู้คิดที่นำเสนอโดยทั้งแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์และประสาทวิทยาศาสตร์^{[ 3 ]}

การวิเคราะห์เชิงเหตุผลเริ่มต้นจากสมมติฐานที่ว่าจิตใจปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อม การวิเคราะห์เชิงเหตุผลใช้สมมติฐานนี้เพื่อตรวจสอบโครงสร้างและจุดประสงค์ของการแสดงแทนและกระบวนการทางปัญญาโดยการศึกษาโครงสร้างของสภาพแวดล้อม ระเบียบวิธีของการวิเคราะห์เชิงเหตุผลประกอบด้วยหกขั้นตอน: ^{[ 1 ] [ 3 ]}

1. เป้าหมาย: ระบุเป้าหมายของระบบการรับรู้ให้ชัดเจน
2. สภาพแวดล้อม: พัฒนาแบบจำลองที่เป็นทางการของสภาพแวดล้อมที่ระบบจะปรับตัวให้เข้ากับมัน
3. ข้อจำกัดด้านการคำนวณ: กำหนดสมมติฐานเกี่ยวกับข้อจำกัดด้านการคำนวณให้น้อยที่สุด
4. การหาค่าที่เหมาะสมที่สุด: หาฟังก์ชันพฤติกรรมที่เหมาะสมที่สุดโดยกำหนดเงื่อนไขข้อ 1-3 ข้างต้น
5. ข้อมูล: ตรวจสอบงานวิจัยเชิงประจักษ์เพื่อดูว่าการคาดการณ์เกี่ยวกับหน้าที่ทางพฤติกรรมนั้นได้รับการยืนยันหรือไม่
6. การทำซ้ำ: ทำซ้ำไปเรื่อยๆ เพื่อปรับปรุงทฤษฎีให้ดียิ่งขึ้น

การวิเคราะห์เชิงเหตุผลถูกนำไปใช้กับความจำ การจัดหมวดหมู่การอนุมานเชิงสาเหตุการแก้ปัญหา^{[ 2 ]}และการให้เหตุผล^{[ 4 ]}งานล่าสุดในการวิเคราะห์เชิงเหตุผลมักเกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์การรู้คิดแบบเบย์เซียน

กรอบการทำงานนี้ได้รับการขยายเพิ่มเติมเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยFalk LiederและThomas L. Griffiths ซึ่งได้เสนอสิ่งที่เรียกว่าการวิเคราะห์ทรัพยากรเชิงเหตุผล (Resource-Rational Analysis หรือ RRA) โดยพยายามรวมข้อจำกัดเพิ่มเติมจากข้อจำกัดขั้นต่ำที่ตั้งสมมติฐานไว้โดยการ วิเคราะห์ เชิงเหตุผล ข้อจำกัดดังกล่าวยังพิจารณาถึงตัวอย่างเช่น การดำเนินการทางปัญญาใดบ้างที่ตัวแทนทางปัญญาสามารถใช้ได้จริง และความต้องการด้านเวลาและต้นทุน^{[ 5 ]}