Una rappresentazione è una configurazione che sostituisce la realtà fornendo alcune informazioni su di essa e tralasciandone altre. Le rappresentazioni aiutano il pensiero umano, facilitano il ragionamento e guidano il comportamento.
Si possono distinguere in rappresentazioni esterne, che sono usate nella vita di tutti i giorni, e rappresentazioni interne, che sono le rappresentazioni del mondo che abbiamo nella nostra mente.
Le rappresentazioni esterne, a loro volta, si suddividono in pittoriche e proposizionali.
Le rappresentazioni pittoriche, come i disegni, le mappe e i diagrammi sono analogiche, cioè mantengono la struttura percettiva del mondo rappresentato. In altre parole, in esse sono mantenute le relazioni topologiche tra i vari elementi che le compongono.
Le rappresentazioni proposizionali, invece non sono analogiche, perché la relazione tra il segno e l'oggetto cui esso si riferisce è arbitraria. Il caso tipico è il linguaggio, in cui non c'è alcuna ragione intrinseca che leghi un oggetto al nome che gli diamo, ma è solo frutto di una convenzione. Le rappresentazioni linguistiche hanno una struttura grammaticale. In pratica possiedono non solo classi differenti di simboli, ma anche regole per combinarli tra loro. Infine si può dire che l'informazione contenuta nelle rappresentazioni linguistiche non ha necessariamente relazione con il canale percettivo attraverso cui è veicolata.
La distinzione fatta per le rappresentazioni esterne è applicabile anche alle rappresentazioni interne o mentali.
Le rappresentazioni mentali analogiche hanno la struttura d'immagini e possono essere di tipo visivo, uditivo, olfatttivo o tattile.
Paivio (1971) propone la teoria della doppia codifica, il cui punto centrale è che esistano due distinti sistemi per la rappresentazione e l'elaborazione delle informazioni. Esisterebbero, secondo Paivio, un sistema è verbale, che tratta le informazioni linguistiche e le cui unità rappresentazionali di base sono i logogeni, e un sistema deputato all'elaborazione delle informazioni non verbali, le cui unità rappresentazionali sono gli immageni. Ogni sistema è ulteriormente suddiviso in sottosistemi e i due sistemi simbolici comunicano tra loro attraverso relazioni tra immageni e logogeni. Questa teoria e i relativi risultati sperimentali concorderebbero con l'ipotesi che rappresentazioni analogiche e proposizionali siano sostanzialmente separate e differenti, anche se interdipendenti.
Le immagini mentali visive sarebbero, secondo questa posizione, rappresentazioni simili a fotografie e come tali ruotabili ed esplorabili. Alcune ricerche, condotte allo scopo di esplicitare quale fosse la natura delle immagini mentali, confermano queste ipotesi: gli esperimenti sulle rotazioni mentali degli oggetti immaginati dimostrano che, almeno quando non sono troppo complessi, essi hanno le caratteristiche degli oggetti reali. Inoltre le immagini mentali possono essere esplorate come se il soggetto percorresse con la mente una mappa (Eysenck, 1990).
Le rappresentazioni mentali proposizionali sono più simili al linguaggio, il che non significa che si tratti di parole, ma solo che ci permettono di esprimere concetti astratti. Esse costituiscono una specie di linguaggio universale, che non è collegato a nessuna lingua in particolare e a nessuna modalità percettiva. Solitamente la natura di queste rappresentazioni è specificata nei termini del "calcolo di predicati", dove gli oggetti sono gli "argomenti" e le relazioni tra essi sono i "predicati". Ogni volta che un predicato è collegato a degli argomenti si ha una "proposizione".
Alcuni autori non concordano con l'attribuire alle immagini mentali uno status proprio. Ad esempio, Pylyshyn (1973) le considera epifenomeni e ipotizza l'esistenza di una sola forma di rappresentazione mentale, quella proposizionale. In altri termini, secondo questo ed altri autori, l'immagine sarebbe costruita a partire dalla sua sottostante rappresentazione proposizionale.