ภายใต้กรอบแห่ง “ความน่าสงสัย” (skepticism) กระบวนการคิดวิเคราะห์เกี่ยวข้องสัมพันธ์กับการสืบหาข้อมูลและการประเมินข้อมูลเพื่อให้ได้มาซึ่งข้อสรุปหรือคำตอบที่เชื่อถือได้ การคิดวิเคราะห์ประกอบด้วย “ตรรกะที่ไม่เป็นทางการ” (informal logic) ผลการวิจัยด้านการรับรู้เชิงจิตวิทยา (cognitive psychology) ทำให้นักการศึกษาเริ่มเชื่อมากขึ้นว่าสถาบันการศึกษาทุกแห่งควรเน้นการสอนทักษะการคิดวิเคราะห์ให้มากขึ้นแทนการสอนให้เรียนรู้แบบท่องจำ

กระบวนการของการคิดวิเคราะห์สามารถตอบสนองประเด็นและสถานการณ์ได้หลาย ๆ อย่างและทำให้เราสามารถสืบเสาะหาสิ่งเชื่อมโยงระหว่างกันได้ด้วย ดังนั้น การคิดวิเคราะห์จึงเป็นตัวสร้างระบบช่องความคิดต่าง ๆ ที่สัมพันธ์กับความรู้ เช่น วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ ประวัติศาสตร์ มานุษยวิทยา เศรษฐศาสตร์ หลักเหตุผลทางศีลธรรม และปรัชญา

เราอาจแบ่งการคิดวิเคราะห์ได้เป็นสองลักษณะได้แก่

1. ชุดของทักษะการรับรู้ (cognitive skill) และ
2. ความสามารถและการใช้ทักษะนั้น ๆ เพื่อเป็นแนวทางแห่งประพฤติกรรม

การคิดวิเคราะห์ไม่เป็นเพียงการหาและการเก็บรวบรวมข้อมูล หรือการเป็นเพียงผู้มีทักษะแต่ไม่ได้ใช้อย่างสม่ำเสมอ การคิดวิเคราะห์จึงไม่ใช่เป็นเพียงการฝึกฝนทักษะเพื่อการไม่ยอมรับรองผลเพียงอย่างเดียว