En psychologie, la métacognition est la « cognition sur la cognition » (le préfixe μετά signifiant « sur, à propos » en grec ancien). Autrement dit, la métacognition consiste à avoir une activité mentale sur ses propres processus mentaux, c'est-à-dire « penser sur ses propres pensées ». Dans le domaine de la psychologie de l'éducation, le terme désigne la composante du savoir d'un individu qui concerne les processus mêmes d'acquisition de ce savoir, en quelque sorte « ce qu'il sait de sa façon d'apprendre ». De façon plus générale en psychologie cognitive, les processus métacognitifs peuvent concerner des domaines très divers : en mémoire (savoir que l'on sait, que l'on est capable de mémoriser telle ou telle information pendant telle ou telle durée), en perception (être capable de dire si on a bien perçu ou non un stimulus), en résolution de problème (décider que telle heuristique est plus appropriée dans tel cas), etc. Il existe un débat concernant l'évolution humaine quant au fait que notre espèce soit la seule ou non à être dotée de capacités métacognitives, voire métareprésentationnelles.
Cette dimension collective et récursive de la connaissance apparaît dans l'étymologie du mot connaissance (cum = avec, naître avec).
On peut concevoir la métacognition comme la partie de la connaissance de soi relative à la capacité d'apprendre et à la maîtrise personnelle des connaissances acquises : « Je sais ce que je sais ! ». Ce qu'on appelle conscience et particulièrement la conscience réflexive (introspection) a naturellement un rôle central dans les processus métacognitifs.
Comme toutes les relations de type méta, la métacognition et son étude sont sensibles à un effet d' « empilement » épistémologique : étudiant la cognition, on approfondit la métacognition, de celle-ci on passe à la notion de méta-métacognition et ainsi de suite. Concrètement, il n'est pas sûr que l'individu apprenant vive autre chose qu'un premier degré de lucidité ou de dédoublement de sa pensée, restant bien en deçà des processus d'arrière-plan que la recherche cherche à mettre au jour et à élucider. Il faut donc faire la part dans ce domaine entre ce qui reste accessible pour les personnes en tant que connaissances et ce qui relève de la théorie et du conjectural.
La notion de métacognition est ancienne, on la retrouve déjà dans le traité De l'âme d'Aristote. Confucius affirmait déjà qu'il ne saurait y avoir de savoir sans une forme de récursivité du savoir : « Veux-tu que je t'enseigne le moyen d'arriver à la connaissance ? Ce qu'on sait, savoir qu'on le sait ; ce qu'on ne sait pas, savoir qu'on ne le sait pas : c'est savoir véritablement. »
La métacognition désigne l'activité de l'apprenant (élève) qui s'exerce à partir du moment où il n'est plus dans l'action mais dans une réflexion, verbalisée ou non, sur cette action. Il est démontré que cette activité, permettant une prise de conscience des procédures, des méthodes et des processus intellectuels mis en œuvre pour résoudre un problème, améliore l'acquisition des connaissances et la stabilité des acquis.
En effet, "La métacognition se rapporte à la connaissance qu'on a de ses propres processus cognitifs, de leurs produits et de tout ce qui y touche, par exemple, les propriétés pertinentes pour l'apprentissage d'information ou de données..." (Flavell J.H., 1976, p.232)