Dwulatek wiele już wie o swoim najbliższym otoczeniu. Żywo interesuje się wszystkim tym, co dzieje się dookoła. Ta ciekawość, duża aktywność w poznawaniu otoczenia, szczególnie nowych przedmiotów, jest przejawem naturalnej, wrodzonej tendencji poznawczej każdego dziecka.
Podstawą do zdobycia wiedzy jest jego umiejętność spostrzegania. Wiemy, że niemowlę spostrzega, poznaje przedmioty za pomocą wszystkich zmysłów. Musi zobaczyć, dotknąć, powąchać, usłyszeć dźwięk, który wydają przedmioty upadające czy naciskane. To, czego dziecko dowiedziało się o przedmiocie w czasie manipulacji, jest zarejestrowane w jego pamięci.
Pamięć małego dziecka jest tzw. pamięcią mimowolną. Oznacza to, że zapamiętuje ono dość szybko i trwale to, co aktualnie zwróciło jego uwagę, znalazło się w polu jego widzenia czy słyszenia. Można powiedzieć, że jest to zapamiętywanie przypadkowe, a nie celowe. Nie ma tu jeszcze udziału woli dziecka, nie zapamiętuje tego, co chce, ale to co zauważy, co go zainteresuje. Dość duża jest w tym okresie trwałość pamięci dziecka. Potrafi ono po dziesięciu minutach przypomnieć sobie o zabawce, którą poprzednio schowaliśmy. Przyjemne czy przykre przeżycia (np. awantury rodzinne) czasem zapamiętuje na długo, zdarza się, że na wiele lat. Zarówno spostrzeganie, jak i zapamiętywanie będzie tym lepsze, im większa jest możliwość koncentracji uwagi.
Podobnie jak pamięć, tak i uwaga w okresie poniemowlęcym jest mimowolna. W porównaniu z okresem niemowlęcym, w drugim roku życia wyraźnie wzrasta koncentracja uwagi dziecka. Potrafi ono dłużej koncentrować się na jednym rodzaju zabawy. Dwulatek może przez około dwadzieścia minut zajmować się czymś, co jest dla niego interesujące. Mała jest jeszcze podzielność jego uwagi. Jakże często zdarza się, że bawiące się dzieci nie reagują na nasze wołanie. Rzeczywiście mogą one nie słyszeć naszego głosu, zaangażowane w zabawie. Nie potrafią jeszcze „podzielić” swojej uwagi.
Spostrzeganie i procesy pamięciowe są podstawą do rozwoju wyobraźni dziecka. Rozwój wyobraźni dziecka w drugim roku życia najlepiej możemy ocenić obserwując jego zabawę tematyczną. Wykonanie takiego polecenia, jak „połóż lalkę spać” wymaga wyobrażenia sobie znanej już dziecku sytuacji. Aby wykonać tę czynność, musi ono przypomnieć sobie przedmioty i sytuacje, których aktualnie nie dostrzega. Początkowo dziecko odtwarza dość dokładnie poprzednio zaobserwowaną czynność, wykonując ją tylko w analogicznej sytuacji i na tych samych przedmiotach. W pierwszym momencie dziecko „ułoży do snu” tę lalkę, której używał w zabawie dorosły, ale potem przeniesie takie same czynności na inne lalki lub misia. Takie odtwarzanie uprzednio naprawdę przeżytych sytuacji, zbliżone do niedokładnych przypomnień, charakteryzuje wyobraźnię małego dziecka, którą nazywamy wyobraźnią odtwórczą. Twórcze przekształcanie zapamiętanych i przeżytych treści obserwujemy dopiero pod koniec wieku poniemowlęcego.
Doświadczenie dziecka zdobyte dzięki spostrzeganiu i zapamiętywaniu jest podstawą do rozwoju myślenia. Myślenie małego dziecka nie jest jeszcze izolowanym procesem, ale jest bardzo ściśle związane ze spostrzeganiem i działaniem. Dziecko myśli, czyli rozwiązuje zadania, w konkretnych sytuacjach posługując się obrazami spostrzeganych przez siebie przedmiotów. Dzieci rozwiązują tego rodzaju zadania problemowe wykorzystując poznane wcześniej czynności, wiążąc je w nowy ciąg – nową strukturę i stosując w nowej sytuacji. Przykładem rozwiązania przez dziecko zadania problemowego, w którym uwidoczniło się myślenie sytuacyjne, może być przysunięcie krzesła do regału, ponieważ na jednej z górnych półek znajduje się atrakcyjna zabawka.
Stopniowo, coraz większą rolę w myśleniu dziecka zaczyna odgrywać wyobraźnia. Myślenie w działaniu, za pomocą obrazów, które są zarejestrowane w pamięci to myślenie obrazowo-ruchowe. Od momentu, kiedy dziecko zrozumie pierwszy wyraz, a następnie nauczy się go wymawiać, rozwija się myślenie za pomocą słów, tzw. myślenie pojęciowo-słowne. Jest to specyficzna ludzka forma myślenia, która ma wpływ na procesy poznawcze – przekształca je, a także odgrywa bardzo ważną rolę w kierowaniu całym zachowaniem człowieka. Z tym rodzajem myślenia związany jest oczywiście rozwój mowy. Doprawdy imponująca jest dynamika rozwoju mowy dziecka w pierwszych trzech latach życia.
Możliwość uczenia się w tym okresie jest tak duża, jak nigdy potem. Iluż z nas, dorosłych, uczy się latami jakiegoś języka z wątpliwymi rezultatami, podczas gdy małe dziecko jest w stanie opanować każdy język. W ciągu pierwszych trzech lat nabywa umiejętności łatwego posługiwania się językiem ojczystym, mając jednocześnie wiele innych „obowiązków”, jak opanowanie czynności ruchowych, wyrobienie pewnych nawyków samodzielności, poznanie otaczającego świata i ludzi, przyswojenia sobie obowiązujących norm postępowania.
W drugim roku życia ogromnie rozwija się rozumienie już nie tylko prostych poleceń popartych gestem, ale i samych słów. Jakże często dziecko zaskakuje nas zrozumieniem i wykonaniem skomplikowanych zadań (np. „przynieś dużego misia z pokoju mamy”). Rozumienie słów, poleceń, to tzw. mowa bierna – jej intensywny rozwój obserwujemy szczególnie w pierwszej połowie drugiego roku życia. Rozwój mowy biernej wyprzedza znacznie rozwój tzw. mowy czynnej, czyli umiejętności formułowania wypowiedzi słownych – mówienia. Dziecko zna i rozumie znacznie więcej słów, niż potrafi wypowiedzieć. Prawidłowo, harmonijnie rozwijające się dziecko w szybkim tempie wzbogaca swoje słownictwo: od 2 – 5 wyrazów w dwunastym miesiącu życia do około 300 słów w wieku dwóch lat. Istotne zmiany obserwujemy również w zakresie struktury gramatycznej języka dziecka.
Początkowo są to proste, krótkie, pojedyncze wyrazy, które potem (ok. 21 miesiąca) zaczyna dziecko łączyć ze sobą w tzw. zlepki wyrazowe (np. mama dada) i wreszcie (pod koniec drugiego roku życia) zaczyna budować dość poprawne dwu-, trzy- wyrazowe zdania z użyciem podmiotu, orzeczenia, dopełnienia (np. „tata daj pić”). W tym okresie kształtują się podstawy systemu gramatycznego ojczystego języka.