幼兒的大腦的發育不是勻速的，0∼3個月代謝慢，嬰兒保留了一些反射動作並開始有手眼協調的抓取動作。5∼6個月起代謝加快，寶寶會認人，能分清生人和熟人，並開始認自己的玩具和用品。之後寶寶大腦發育加快，會用手勢表達語言，能認圖卡，能聽懂故事，開始用聲音表達自己的意願。2∼4歲，腦代謝基本平穩，開始有了初步的形象思維。
到4歲後，大腦代謝開始減慢，過多的神經連接再次消亡。因為2∼3歲時孩子對外界的信息如海綿那樣無選擇地大量吸收，必須篩選留下有用的部分，以集中發展其優勢。在大腦發育最快的前4年，應儘可能地讓孩子得到廣泛的信息和操作機會，這些經驗留在腦中的痕跡隨時會同新的信息發生共鳴。共鳴越多，產生的興趣越大，漸漸形成其優勢所在。如果留在腦中的經驗儲備太少，各種信息都難以產生共鳴，孩子對許多事物也不能產生興趣，就會厭倦學習。所以2∼3歲時，孩子的學習環境越豐富，得到的練習機會越多，對發展其潛能越有利。
年幼的孩子注意力有限，要有新鮮的、奇特的玩具和玩法才能吸引他的注意和興趣。對容易厭倦的孩子父母也要經常改變玩法來吸引他的注意，以培養興趣。孩子的可塑性很大，5歲之前，傷及左腦語言中樞的孩子仍能說話，因為另外的部位能代償。有程度不同缺陷的孩子，能通過鍛練完全或部分恢復正常功能。在孩子12歲之前許多種興趣都可以通過遊戲來培養，通過有興趣的遊戲而進入專業訓練。
大腦皮層佈滿了神經元，形成有褶皺的灰質。它們的突起和突觸形成了白質。大腦分左右兩個半球（圖1），左腦主管語言、條理化的邏輯思維、分析和計算，並主管右側肢體的感覺和運動。右腦主管音樂藝術，認識圖形和空間方位，進行幾何及形象思維，能綜合併以直覺縱觀全局，主管左側肢體的感覺和運動。嬰幼兒優先發展右腦，因此嬰兒喜歡音樂，喜歡看色彩鮮艷的東西，以形象思維為主。
在左右半球與顳葉連接處稱為邊緣葉，是記憶的資料庫。在其中有些神經核，如杏仁樣的叫杏仁核，它是情緒中樞，在嬰幼兒期特別發達，因此最容易感知大人的愛心，害怕離開媽媽。當孩子高興時，它的興奮會傳遍邊緣葉，所以在孩子高興時學的東西易於記住。要對孩子充滿愛，排除焦慮的干擾，並安排一些讓孩子快樂的遊戲，讓孩子邊玩邊學，邊唱邊記，效果最好。
幼兒0∼3歲期間，按大腦各主要部位的成熟秩序，以及髓鞘形成的時期，即是嬰幼兒學習的關鍵期。
