اثربخشی تمرینات شناختی ریشه در ظرفیت شگفت‌انگیز مغز برای تغییر، یعنی **نوروپلاستیستی** دارد. این فرآیند شامل تغییرات ساختاری و عملکردی در پاسخ به تجربیات جدید است. نمودار زیر این فرآیند را به صورت ساده نمایش می‌دهد.
۱. تمرین و تحریک شناختی
↓
۲. فعال‌سازی نوروپلاستیستی
↓
۳. الف) تغییرات ساختاری
(افزایش ماده خاکستری)
۳. ب) تغییرات عملکردی
(تقویت اتصال شبکه‌ها)
↓
۴. بهبود عملکرد شناختی
تحقیقات نشان می‌دهد که آموزش شناختی می‌تواند برای جمعیت‌های مختلف مفید باشد، هرچند میزان اثربخشی متفاوت است. نمودار زیر، خلاصه‌ای از میزان تأثیرگذاری تمرینات این حوزه بر روی گروه‌های مختلف را نمایش می‌دهد.