Фізіологічною основою мислення є діяльність мозку, створення надскладної системи тимчасових умовно-рефлекторних зв'язків. Виникають вони у межах першої та другої сигнальних систем. Мислення «нічого іншого не становить, як асоціації, спершу елементарні, що перебувають у зв'язку із зовнішніми предметами, а потім домінувальні» (І. Павлов). Завдяки слову виникають зв'язки між цими системами. Слово узагальнює сигнали першої системи (відчуття, образи, уявлення), а друга - дає змогу людині абстрагуватися від конкретних властивостей, предметів та явищ, уможливлюючи узагальнене міркування у формі понять, схем.
Домінувальні другосигнальні зв'язки (сигнали сигналів) забезпечують людське мислення, основа якого - аналітико-синтетична діяльність мозку. Мозок є акцептором думки, а не її продуцентом. Здебільшого він приймає і обробляє чужі думки, а не продукує власні. Люди думають не лише за до мозку, а й тіла. Органи чуття, м'язи, залози виконують важливі функції у розумовому процесі. Продовженням мозку є рука. Вирішальну роль відіграє нервова система.
