形式运算阶段通常开始于12岁左右，完成于16岁或更晚些。到了形式运算阶段，推理能够“推理内容”或“脱离具体”。形式推理能够像处理现实一样去处理可能的世界。
具体运算思维是可逆的，但它只能孤立地作用逆向和互反。只有在形式思维中，这两者才彼此协调起来。
在建构形式运算的过程中，出现了若干新结构。假设-演绎推理，科学-归纳推理以及反省抽象。
在形式运算阶段，获得发展的认知内容主要有二：命题运算或组合性运算和形式运算图式。命题推理在能力上类似于命题逻辑或符号逻辑，是抽象和系统的。形式运算图式，如比例和概率，更类似于科学推理，它没有命题推理那样抽象。
形式运算能力已获得充分发展的青少年的认知能力在质的方面与成人已经没有什么区别。尽管不是所有青少年的形式运算能力都得到了充分的发展，但是，所有正常人都具有这种潜能。
情感的发展并不是估计于认知的发展的，尽管它们又是相对独立的。具体运算阶段的主要情感的发展导致了形式运算阶段的理想化的情感的建构和人格的发展。人格的形成根治于儿童自发地建构起来的规则和价值概念的组织，人格反映了个体为适应成人社会所做的努力，它部分的是“自我”对律令的服从。
随着形式运算能力的获得，道德推理也获得了最充分的发展。儿童认识到规则对合作来说是必不可少的，并认为说谎是错误的。同时，他们懂得了在公正和意向的关系中理解公正；他们把对违反法规的行为的适当惩罚看作是公正的。
青春期的自我中心主义的特点在于，青少年是应用是否合乎逻辑这一标准来衡量人类和社会行为的。这些注定的理想主义者就在思维和对话中，探索变革社会的道路。
只有当青少年努力投身于成人世界，并从事某种实际工作时，他们才获得了最后的平衡。
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