对于批判性思维的定义有很多的分歧，教育学家、哲学家、心理学家都试图给批判性思维一个明确的定义，但是这些都是徒劳无功的，他们对批判性思维的定义有很大分歧。
对于批判性思维的定义是很有争论性的，一些人认为“批判性思维是在任何推断中被用来评估其确定性的一系列的方法和技巧”（Carey&Siegel)，另一些人认为批判性思维是寻求问题的能力而不是解决问题的能力（Ruland)。还有些认为批判性思维的精髓在于反思性的思考而不是新观点的创造（Fulton). 还有些人认为批判性思维的过程是重要的，而不能仅仅把当做一个思考的最终的结果（Fulton) 。就这样，批判性思维产生了各种意见不同的定义。
Ennis认为批判性思维是一种决定相信什么或者不相信什么的反思性思维,他和一些哲学家像Screven和Paul 都认为批判性思维的技能是广泛适用于各个学科的。Paul则认为批判性思维的能力是广泛化的，强调个人在识别假设、论证、推断、隐含条件和结果等在各学科中的应用。
Halpern从上百名的政策制定者、老板和教育家中总结出批判性思维的定义：批判性思维是一系列认知技巧和策略在增加期望结果可能性上的运用。当思考者在思考的任务上用这些技巧时，用来描述思考者解决问题、形成推断、考虑可能性和做出决策的能力。这个定义缩短了学科间争论批判性思维普适性的鸿沟。
Schafer man在一个教育的环境中描述了批判性思维：“一个批判性思维的人应该可以提出恰当的问题，收集相关的信息，有效的创造性的辨别信息的真假，有逻辑的推理这些信息，最后得出一个关于这个世界可以让一个人成功生存的结论。"
NCECT通过在批判性思维领域50名关键的领导和105名教育者制定了批判性思维确切的定义：在观察、经历、反思、推理或者交流中，作为一种信念和行动的指导，在总结、应用、分析、综合或者评价其中信息的一种准确并且灵活的智力活动（Paul &Nosich)。
Furedi(2004)补充了这个定义，“批判性思维还涉及到了一种对新观点的开放性，对自由思考的承诺以及具备一种对已知观点的质问的能力”。德克萨斯州教育法案（The Texas Education Agency）虽然没有对批判性思维给出一个清晰明确的定义，但是他在颁布的德克萨斯州必需知识和技能（Texas Essential Knowledge and Skills）(TEKS)中提到了期望老师们能在各个学科中促进学生们批判性思维能力的提高。
Watson Glaser对批判性思维的定义也作了概括，并且这个研究被广泛的应用与大学教育项目中批判性思维的测量（Watson &Glaser），认为批判性思维是态度、知识和技巧的组合。这种批判性思维的定义被认识是由下列能力组成的：（1）定义一个问题；（2）为问题的答案选择正确的信息；（3）意识到陈述和非陈述的论断；（4）形成和选择相关有可能性的假设（5）得出有根据的结论和判定推断的有效性（Watson &Glaser）。
为了结束对批判性思维定义的争论性局面，美国哲学协会（APA)在1990年资助了一项为期两年的批判性思维的研究。这个团队由46名在批判性思维方面的学者和专家组成，他们都在哲学、教育、自然科学等相关的部门工作。这项研究采用了德尔菲方法（Delphi Method)的质性研究方法，最后从认知技巧角度和倾向性角度方面对批判性思维给予了解释和说明。从认知技巧角度方面来说，参与者达成了一致共识，认为批判性思维技能方面由阐明、分析、评价、推断、解释和自我调节六个重要的核心技能组成，而批判性思维的倾向性方面则由寻求真理性、思维开放性、分析性、系统性、自信性、好询问性和成熟性等方面组成。
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