Когнити́вная нау́ка, междисциплинарные исследования познавательных (когнитивных) процессов и механизмов регуляции поведения человека, животных и искусственных агентов. Включает в себя ряд областей психологии (прежде всего когнитивную психологию), информатики (в особенности разработки в области искусственного интеллекта, компьютерного зрения и искусственных нейронных сетей), лингвистики (когнитивную лингвистику и исследования коммуникации), аналитической философии, нейрофизиологии, антропологии и других наук. Подобно натурфилософии 19 в., когнитивная наука является масштабной попыткой создания единой науки о взаимосвязи природы и мышления человека. Отличительной особенностью когнитивного подхода является акцент на определяющей роли знаний в регуляции поведения. Знания понимаются как внутренние репрезентации (ментальные модели) среды и самого организма, которые могут быть как осознанными (эксплицитными), так и неосознанными (имплицитными). Слово «когнитивный» в узком смысле относится к процессам приобретения, хранения и использования знаний. В широком смысле слова к нему относят также «метакогнитивные» знания о знании, содержания восприятия, социокультурные нормы и стереотипы, а иногда также и мозговые механизмы, эмоции, аффекты и их внешние проявления в поведении. Эта многозначность отражает разнообразие контекстов когнитивных исследований, сосуществование нескольких парадигм, соотношение которых изменяется в ходе развития когнитивной науки.

Термин «когнитивная наука» появился в 1970-х гг.; первая конференция по когнитивной науке состоялась в 1979 г. в Сан-Диего (США). В своих истоках когнитивная наука восходит к рационалистической традиции в постановке проблем познания, представленной концепциями Р. Декарта, Г. В. Лейбница и И. Канта. В то же время представители когнитивной науки ориентируются на методологию позитивизма, подчёркивая значение эмпирических, прежде всего экспериментальных, исследований, получивших развитие в физиологии и психологии. Важный источник когнитивной науки связан с логико-математическими и семиотическими работами, заложившими основу для возникновения кибернетики и компьютерной революции 2-й половины 20 в.

Первоначально объединение дисциплин происходило в рамках вычислительного подхода (англ. computational approach), при котором всякая теория должна была в явном виде строиться как математическая модель или компьютерная программа. Центральное положение в когнитивной науке занимали работы в области искусственного интеллекта, направленные на моделирование функций памяти, репрезентации языковых значений и процессов решения задач. Нейрофизиологические механизмы этих и других когнитивных процессов практически не интересовали исследователей, т. к. считалось, что программная реализация не зависит от конкретного субстрата (подобно относительной независимости программного обеспечения от устройства компьютера).

С появлением в конце 20 – начале 21 вв. новых физических методов трёхмерного картирования работы мозга (англ. brain imaging) ситуация изменилась. На первый план выдвинулась когнитивная нейронаука, такие задачи, как выявление закономерностей развития функциональных систем мозга, их связи с феноменами сознания и с различными формами познавательной активности. Моделирование стало осуществляться преимущественно с помощью искусственных нейронных сетей, допускающих элементарные формы обучения и учёт контекста. В связи с расшифровкой генома человека возрос интерес к поиску генетических основ отдельных когнитивных функций и индивидуальных различий (когнитивная геномика). Происходит сближение когнитивной науки с теми разделами нейрофизиологии и биологии, которые изучают эмоциональную и мотивационную регуляцию поведения (аффективная нейронаука, нейроэкономика), а также связаны с поиском социальных механизмов трансляции культурно-исторического опыта (культурно-историческая психология, социальная нейронаука, когнитивная лингвистика и нейролингвистика).

Развитие когнитивной науки стимулируется рядом общенаучных и философских проблем, связанных, например, с выяснением роли рационального мышления и интуиции в принятии решений (Г. Саймон и Д. Канеман). Другая группа проблем связана с изучением природы ментальных репрезентаций окружающего мира. По мнению одного из ведущих представителей когнитивной лингвистики – Дж. Лакоффа, все значения имеют в своей основе сенсомоторный опыт. Представители т. н. экологического подхода (Дж. Гибсон и его последователи) стремятся вообще отказаться от понятия «ментальные репрезентации», переориентируя исследования по принципу «Не спрашивай, что внутри твоей головы, а спрашивай, внутри чего твоя голова». Актуальной для современной когнитивной науки остаётся классическая проблема субъекта активности, в частности субъекта как гипотетического внутреннего наблюдателя, «рассматривающего» ментальные репрезентации внешних объектов (одним из вариантов этой проблемы является проблема понимания речи: если мы понимаем обращённую к нам речь, переводя её на гипотетический язык мысли, как понять сам язык мысли?), а также проблема свободы воли и ответственности человека за его поступки. Последняя из этих проблем остро стоит в связи с изучением нейрофизиологических механизмов принятия решений и инициации произвольных действий.

Наряду с фундаментальными исследованиями интенсивно развиваются практические приложения прикладной когнитивной науки. Так, когнитивная нейропсихология и нейропсихиатрия играют ведущую роль в реабилитации пациентов с поражениями мозга и заболеваниями центральной нервной системы. Задачей когнитивной эргономики является оптимизация графических и речевых интерфейсов, обеспечивающих взаимодействие человека и компьютера (в последние два десятилетия особенно важным является оптимизация взаимодействия человека и робототехнических устройств). К числу возникающих когнитивных технологий относятся технологии виртуальной реальности, интерфейсов, чувствительных к вниманию и намерениям пользователя, методы функциональной нейровизуализации, технологии диагностики эмоций, антропоморфных агентов и др.