具体运算阶段的儿童认知结构中已经有了抽象概念，因而能够进行逻辑推理。这个阶段出现的标志是守恒观念的形成。守恒指儿童认识到客体在外形上发生了变化，但其特有的属性未变。这个阶段的儿童的思维主要有如下特征：

①多维思维。儿童能根据同一物体的两个特征分类。例如，让他（她）拿一个红色长方形，有些儿童就可以既不拿红色的其他形状，也不拿其他颜色的长方形，而是准确地拿出红色长方形。儿童还可以对不同特征的事物进行分类，如数正方形的数目，长方形的数目，白色图形数目，或灰色图形数目。具体运算阶段儿童能从多个维度对事物归类，即产生多维化思维。

 ②思维的可逆性。两只高矮、粗细相同的杯子盛着同样多的水，其中一只杯子中的水被倒入一只高而窄的杯子内，而另一只杯子中的水被倒入了一只粗而矮的杯子中，此时，若问6岁以下的儿童“高、矮两个杯子中的水哪一个多？”结果大多数儿童认为窄而高的杯子中的水多。但具体运算阶段的儿童不仅能够考虑水从大杯倒入小杯，而且还能设想水从小杯倒回大杯，并恢复原状，因此，可以正确回答上述问题。这种可逆思维是运算思维的本质特征之一，是守恒观念出现的关键。

③去自我中心。在具体运算阶段之前，儿童总是以自己为中心来看待外界事物。例如，让儿童坐在三座山的模型一边，将玩具娃娃放在另一边，要儿童描述玩具娃娃看到的景色，结果6～7岁以下的儿童描述的景色和自己看到的相同。但到了具体运算阶段，儿童学会从别人的观点来看问题，意识到别人与自己观点的差异。能接受别人的意见，修正自己的看法，这是儿童与别人顺利交往，实现社会化的重要条件。

④反映事物的转化过程。例如，将6只鸡蛋和6只杯子一一对应，排成宽度相同的两排，问4岁儿童“鸡蛋与杯子是否一样多”，他们回答“一样多”。但将鸡蛋放成一堆，再问他们鸡蛋与杯子哪个多。他们会认为排的开的物体多，即杯子多。而6至7岁儿童就能够知道两者一样多。这说明儿童已经能意识到转换的动作，思维不再局限于静止的表象，因此，能解决这种数目守恒问题。

⑤具体逻辑推理。具体运算阶段儿童虽缺乏抽象逻辑推理能力，但他们能凭借具体形象的支持进行逻辑推理。例如，向七八岁儿童提出这样的问题：“假定A＞B，B＞C，问A与C哪个大？”他们可能难以回答。若换一种说法：“张老师比李老师高，李老师又比王老师高，问张老师和王老师哪个高？”他们便可以准确回答。因为在后一种情形下，儿童可以借助具体表象进行推理。