Bu dönemde problemin çözülmesi somut nesnelere, "burada" ve "şimdi" gibi anlık durumların halihazırda var olmasına bağlıdır. Çocuklar bu dönemde korunum ilkesini anlayabilirler, çünkü somut işlemleri tersine döndürebilirler. Su miktarının her iki koşulda da aynı olduğunu söyleyen çocukların zihinsel yetenekleri yetişkinlerinki gibi olmaya başlar. Ancak soyut düşünce henüz tam gelişmemiştir. Bundan sonra başlayan "Formel İşlemsel Dönem"de (Formal Operational Stage) somuttan soyuta dönüşüm görülecektir. Piaget'e göre, somut işlemler döneminde olan çocuklar, yeni bir dizi kural geliştirirler; "gruplandırma" adı verilen bu işlemin, mantıksal bir niteliği vardır. Okul çağındaki bir çocuğun düşünüşündeki başlıca özelliği de bu "gruplama" yeteneğine sahip oluşudur. Bundan "sınıflama, sıralama, serileme, değişmezlik, sayı ve mekan" kavramları oluşur. Sınıflama, sıralama gibi gruplamalarla aynı zamanda çocukta organize etme ve bir sistem kurma yeteneği gelişir. Bu, ona, dış bir değişikliği içsel olarak telafi etme olanağını kazandırır.
Çocuk artık, nesneleri büyüklük sırasına göre sıralayabilir. Mekanda yerler değişse bile gruptaki objelerin sayısının değişmeyeceğini bilirler. Sınıflandırma, gruplandırma simetri şeklinde birebir ya da birden çok arasındaki ilişkilerden doğar. İlişkilerin en yalın mantıksal gruplaması, bir "sınıflar hiyerarşisi" biçimindedir. Örneğin, hayvanlar sınıfı, etoburlar sınıfı, etoburlar ve etobur olmayanlar diye iki alt sınıfa ayrılır. Bu alt sınıflarda, özel hayvan türlerinin adlarına varıncaya dek yeniden sırayla alt sınıflara ayırabilirler. Çocukların çoğu 9 yaşına kadar sınıflar arasındaki ilişkileri anlamakta zorluk çeker. Piaget burada şunu göstermiştir: Çocuklar, gül, lale ve öteki çiçeklerin hepsinin çiçekler sınıfına girdiklerini kabul etmekte, ancak tüm çiçeklerin öldüklerini bilmelerine karşın, güllerin ya da lalelerin oldukları gibi kaldıklarını öne sürmektedirler; çünkü bu yaştaki çocuklar için alt sınıflar hala bir ölçüde ayrı bir varlığa sahiptir.
İlişkilerin ikinci ilkel gruplaması, farklılıkları ifade eden ilişkileri bir araya toplama yeteneğine dayanır. Böylece çocuklar birbirini izleyen çiftleri bulup sıralama yaparak bir dizi oluşturabilirler. Örneğin beden eğitimi derslerinde çocuklar boylarına göre sıraya girebilirler. Adlarını alfabetik sıraya koyabilirler, aritmetikte uzaklık, ağırlık, alan ve hacim karşılaştırmaları yapabilirler. Üçüncü temel işlem, "bir şeyi başka bir şeyin yerine koymak"tır. Örneğin, çocuklar aritmetikte aynı sonuca değişik yollardan ulaşmayı gösteren 8=7+1=6+2=5+3 türünden ilişkileri sürekli olarak kullanırlar. Buraya kadar olan işlemler, simetrik ilişkileri ortaya koymaktadır. 6 yaşına gelen çocuklar, uzaklığın hangi yönden ölçülürse ölçülsün değişmeyeceğini anlarlar. 8 yaşındaki çocukların çoğu iki kardeş var ise her birinin ötekinin kardeşi olduğunu anlar. Çocuk, nesneleri biçim ve renk açısından alt sınıflara göre düzenleyeceği zaman, her iki sisteme göre betimlenebilecek dört alt sınıf bulacaktır. Örneğin, kırmızı kareler, mavi kareler, sarı kareler, kırmızı daireler, mavi daireler, sarı daireler gibi. Bu da "sınıfların çoğaltılması"dır.