Um exemplo de pensamento operacional formal seria imaginar o resultado de uma ação específica que ainda não foi realizada. O pensamento operacional formal, em geral, envolve a habilidade de pensar de forma abstrata, a habilidade para combinar e classificar itens e a capacidade de usar habilidades de raciocínio de alta ordem.
O pensamento operacional formal é o tipo de atividade cognitiva que ocorre no estágio operacional formal titular, conforme articulado pela teoria do desenvolvimento cognitivo de Piaget. Segundo Piaget, a fase operacional formal começa por volta dos onze anos. Outro exemplo de pensamento operacional formal seria o raciocínio por meio de problemas de palavras, que envolvem chegar a conclusões sobre situações hipotéticas que envolvem abstrações de objetos físicos. Um elemento-chave do estágio operacional formal é a capacidade de fazer uma inferência. Alguém neste estágio de desenvolvimento cognitivo deve ser capaz de tirar conclusões sobre coisas que não experimentou de fato, considerando as informações apresentadas a eles.
Piaget usou um teste chamado 'problema do terceiro olho' para determinar a transformação total de alguém no estágio operacional formal. Piaget perguntou às crianças onde em seus corpos elas colocariam um olho extra e por quê. Crianças em torno de nove anos tipicamente responderam que o terceiro olho deve estar localizado na testa. No entanto, crianças na faixa dos onze anos geralmente sugerem que um terceiro olho deve ser colocado na mão para ver pelos cantos. Esta resposta caracteriza o pensamento abstrato e raciocínio que caracteriza o estágio operacional formal.