集中思维也称聚合思维、求同思维。
它是将问题所提供的种种信息或者条件朝着一个方向集中，从而得出一个正确的答案或者一个最优的解决问题的方案。
比如：有100人在参加会议，任意叫出两个人就至少有一个是女的，问：参加会议的人有多少男的，多少女的？找出两个人至少有一个是女的，有若干种可能，但由于前提条件是“任意”叫出两个人就“至少”有一个是女的，所以女的必须是99个或100个，男的是1个或0个。又如，有８只袜子，７黑１白，问：摸黑去拿，至少要拿几只才能确保拿到两只一样颜色的？这里面有“8只”、“7黑1白”、“至少”、“确保”四个词是重要的已知条件，拿1只时，不能确保有1黑，拿两只时能确保有1只黑，拿3只时能确保有2只黑的，也就是至少要拿3只才能确保有两只一样颜色的。
发散思维也叫求异思维、逆向思维或多向思维。这种思维是沿着不同的方向去思考，对信息或者条件加以重新组合，找出几种可能的答案、结论或者假说。
聚合思维强调指向唯一正确的目标，即要求思维内容、思维成果应集中、统一到传统观念或原有概念、原理上来，否则视为错误或异端；而发散思维则强调思维内容和思维成果应与传统观念或原有概念、原理不同，甚至相反，其思维目标事先不能确定，可以是一个也可以是多个。发散思维是一种不依赖常规寻找变异的思维，在探索几个可能的答案时，一般很难确定哪个是正确的，只有通过验证才能肯定下来。发散式思维能顺利进行的主要条件是主体必须拥有丰富的知识经验。
集中思维与发散思维在解决问题过程中，是紧密联系的。当人们对某一问题提出各种假设时，是发散思维，但是通过检验，逐一放弃一些假设，最后找到正确答案时，又是集中思维。
发散思维与聚合思维，没有自己特定的思维材料和特定的思维加工手段、方法（时间逻辑思维、形象思维和直觉思维均有自己特定的思维材料和特定的思维加工手段、方法），所以并非人类的基本思维形式，它只是从思维的目标指向这一要求，对人类思维过程进行指引。这种指引可以针对抽象思维，也可以针对形象思维或直觉思维。总之，发散思维只解决思维的“方向性”问题（朝哪个方向进行思考），而不解决具体如何进行思维。尽管如此，在创造性思维活动中，发散思维仍有其不可低估的重要性。这是因为，做任何事情都要先确定方向与目标，方向若搞错了，花再多精力也是南辕北辙，劳而无功。
聚合思维由于要求思维内容、思维成果都要集中、统一到传统观念或原有概念上来，所以，其优点是有利于学科知识的传授与学习，有利于对前人知识与经验的掌握；其弊端则是容易造成学生对书本、对教师、对权威的迷信，以为书本上的都是经典，教师讲的都是真理，不敢提出半点怀疑。只讲聚合思维，只能使我们的认识永远停留在前人的水平上，不可能产生新的理论、新的思想。
为了创新，必须强调发散思维，没有发散思维，就不会有任何创造性的萌芽和创造性的成果。
丹麦天文学家第谷观察行星的运动规律长达30多年，积累了大量资料，但是他的思维不发散，总是按照当时已经问世的托勒密的“地心说”去考虑问题，所以没有得出行星运行规律的最终结果。开普勒成了他的学生后，分析了第谷的资料，进行了发散思维，按照当时哥白尼的“日心说”观点，假设火星在圆形轨道上绕太阳运行，然后进行集中思维，发现理论计算结果与资料不符。他又进行第二次发散思维，假定火星沿着椭圆形轨道绕日运行，太阳处在椭圆的一个焦点上，然后又进行集中思维，进行资料运算，结果验证了他的假说是对的。最后导致了行星运动三大规律的发现，奠定了天体力学的基础。开普勒也因此获得了天空立法者的美誉。
