对于心智活动，人们已经思考了几千年。有关思维的第一种批判性思维是哲学探索，它一直延续到今天。哲学是一门严谨的学科，它通过逻辑和结构论证来提出、反驳、修改或赞同理论。它可以处理任何主题，除了大脑和语言之外，不需要使用任何工具，但它并不是一门科学。哲学的问题在于它不易被经验主义所证明，或者波普尔认为更重要的是被证伪。
16世纪，由于解剖学家开始发现更多关于人体构成以及人体如何工作的奥秘，一些科学家开始研究大脑和神经系统可能的工作方式。研究身体系统的生理学提供了一种新的方法来研究心智及其与身体的互动，并为哲学家提供了新的信息和观点。
一种新的范式在19世纪中叶出现了。1859年，英国博物学家查尔斯·达尔文（Charles Darwin，1809年—1882年）在自己关于物种起源的开创性著作中提出了“自然选择进化论”，这改变了人们对人类在世界上的地位以及对科学和知识的思考方式。人类和动物不再那么清晰地被划分开，现在，只能称之为人类与其他动物之间的差异，这使许多人感到不舒服。但是，如果人类和动物没有如此大的差异，人们也许可以从研究动物的认知和发展中收集有用的信息。这使比较心理学中的研究（动物的心理实验）成为一个探索人类思维的、潜在的有用工具。与此同时，科技的进步意味着一些心理过程可以被测量、观察和记录。心理学作为一门独立的学科出现，心理学家开始通过实验接近大脑。在达尔文的《物种起源》一书出版20年后，第一个实验心理学的实验室开张了。