从反射学说来看，作为人脑机能的思维活动，就是在反射活动的终末被抑制的情况下，在人脑进行分析和综合的过程。
具体讲，思维活动的生理机制是大脑两半球的信号活动，即第一信号系统和第二信号系统协同活动实现脑的复杂的分析和综合活动。高级神经活动的机能的强度、灵活度和平衡度等3种特征及其相互组合，构成了高级神经活动的类型，也是思维智力品质的生理基础。鲁利亚在此基础上进一步分析得出，思维活动的生理机制包括脑的3个系统：保持清醒状态的系统、加工活动的系统和额叶运动系统。额叶运动系统则能够把进入的信息加以综合构成行动的复杂程序，并将完成行为的结果与最初的目的相对照，实现着主体思维的过程；大脑左半球在思维过程中起着一侧优势的作用，当这部分受损时会引起思维过程的受阻，等等。
目前，对思维的生理机制方面的研究还很不成熟。