瑞士心理学家皮亚杰将儿童从出生后到15岁智力的发展划分为四个发展阶段。形式运算阶段(12-15岁)处于皮亚杰所划分的儿童认知发展阶段的第四个阶段中。在此阶段，儿童可以在头脑中将形式和内容分开，可以离开具体事物，根据假设来进行逻辑推演的思维。皮亚杰用现代代数中的群、格等逻辑结构来刻画形式运算思维。