Uppmärksamhet och kognition hänger ihop, och de har en betydande effekt på varandra. Enkelt uttryckt är uppmärksamhet förmågan att fokusera på önskad information eller aktiviteter under en betydande tid, och termen kognition syftar på tankeprocesser som sker i hjärnan som vanligtvis påverkar inlärningen. Förmågan att upprätthålla uppmärksamhet på ett ämne behövs för att de tankeprocesser som är nödvändiga för lärande ska inträffa. När uppmärksamhetsproblem finns kan de allvarligt störa kognition och inlärning. Däremot har deltagande i aktiviteter som stärker förmågan att uppmärksamma under en längre tid visat sig förbättra kognitionen.
Det finns ett direkt samband mellan uppmärksamhet och kognition. Uppmärksamhet är förmågan att ägna sig åt specifik information och behålla detta fokus under den tid som krävs. Det är också förmågan att stänga ute konkurrerande information och stimuli som kan bilda distraktioner. För att kognitiva tankeprocesser ska inträffa måste en individ kunna uppmärksamma ett visst ämne och fullt ut absorbera det material som lärs in.
Förmågan att uppmärksamma kan också begränsa hjärnans förmåga att utföra kognitiva processer, inklusive att komma ihåg information, analysera den eller tillämpa den i nya situationer. Kopplingen mellan uppmärksamhet och kognition är så stark att, när uppmärksamheten är begränsad, även tankeprocesser begränsas. Till exempel, när en individ har en kort uppmärksamhetsspann och han eller hon inte kan behålla fokus på material under en betydande tid, minskar det hjärnans förmåga att utföra kognitiva processer som tar ett tag, såsom att begå information till minne.
När en individ har ett uppmärksamhetsproblem, till exempel uppmärksamhetsstörning (ADD), kan detta också orsaka svårigheter med kognition. Relationen mellan uppmärksamhet och kognition innebär att när det finns uppmärksamhetsproblem kommer kognitiva processer också att påverkas. I de flesta fall innebär detta en negativ inverkan på lärandet. Dessa individer har dock ofta inte riktiga kognitionssvårigheter, och om uppmärksamhetsproblemet behandlas framgångsrikt kan de ofta lära sig och utmärka sig.
Även hos individer med genomsnittliga uppmärksamhetspänn, kan förhållandet mellan uppmärksamhet och kognition manipuleras för att förbättra inlärningen. Ofta kan en person förbättra uppmärksamheten genom att använda koncentrerad övning och strategier. Många tror att deltagande i konstrelaterade aktiviteter, som att spela ett instrument, kan stärka uppmärksamhetsförmågan eftersom de kräver perioder av längre fokus och koncentration. Detta sträcker sig ofta till förbättrad kognition och inlärning i allmänhet.