这个阶段的儿童认知结构中已经具有了抽象概念，因而能够进行逻辑推理。这个阶段的标志是守恒观念的形成。所谓守恒指儿童认识到客体在外形上发生了变化，但其特有的属性不变。这个阶段的儿童的思维主要有如下特征：
（1）多维思维
例如，呈现图2-1所示的几何图形，要求儿童完成下列任务：①正方形的数目；②长方形的数目；③白色图形数目；④阴影图形数目；⑤阴影正方形数目。具体运算阶段儿童能完成这类任务。这类任务要求儿童从多维对事物归类。皮亚杰称这种思维的多维化叫去集中偏向。
（2）思维的可逆性
这是守恒观念出现的关键。例如，对上面所说的倒水例子，具体运算阶段的儿童不仅能够考虑水从大杯倒入小杯，而且还能设想从水从小杯倒回大杯，并恢复原状。这种可逆思维是运算思维的本质特征之一。
（3）去自我中心
这就是说，儿童逐渐学会从别人的观点看问题，意识到别人持有与他不同的观念和解答。他们能接受别人的意见，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5只鸡蛋和5只杯子一一对应，排成一线且排得一样宽。问4岁儿童鸡蛋与杯子是一样多，还是不一样多。他们能回答一样多。但假定将鸡蛋排得很宽或堆成一堆，再问他们鸡蛋与杯子何者多。他们会认为排得开的物体多。但6至7岁儿童能知道两者一样多。皮亚杰认为，这时儿童已经能意识到转换的动作，思维不再局限于静止表象，因此能解决这种数目守恒问题。
（5）具体逻辑推理
个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7-8岁小孩提出这样的问题：假定A>B，B