自闭症儿童的思维发展会长时间停滞在直观动作思维和具体形象思维阶段，抽象逻辑思维出现较晚且发展水平较低。他们主要依靠视觉图像来认知和理解事物，对抽象概念（如情感、人际关系）难以理解。普通儿童随着年龄增长会自然过渡到抽象逻辑思维，而自闭症儿童需要特殊引导才能逐步发展这部分能力。
自闭症儿童的语言常表现为鹦鹉学舌式的重复，机械记忆强但缺乏实际交流功能。他们可能认识大量词汇却不理解含义，也难以通过眼神、肢体语言进行互动。普通儿童的语言则是用于双向沟通的社交工具。
自闭症儿童倾向于重复固定行为模式（如只走固定路线），遇到变化时难以变通。他们的思维像"照相机"一样精确记忆细节，但无法灵活应用。相比之下，普通儿童能根据环境调整行为逻辑。
通过"Sally和Ann"心理实验可见，自闭症儿童难以理解他人拥有独立于自己的思维。他们会直接指出玻璃球的实际位置，而无法推测Sally会基于原有认知寻找篮子。这种心智理解障碍是社交困难的核心原因。
部分自闭症儿童在音乐、绘画等领域展现出非凡天赋，这可能与他们对图像、色彩的极端敏感有关。他们的感知觉可能异常放大（如对声音过度敏感），导致日常对话像"噪音"。
