皮亚杰认为智慧是有结构基础的，而图式就是他用来描述智慧（认知）结构的一个特别重要的概念。皮亚杰对图式的定义是"一个有组织的、可重复的行为或思维模式"。凡在行动可重复和概括的东西我们称之为图式"。简单地说：图式就是动作的结构或组织。 图式是认知结构的一个单元，一个人的全部图式组成一个人的认知结构。初生的婴儿，具有吸吮、哭叫及视、听、抓握等行为，这些行为是与生俱来的，是婴儿能够生存的基本条件，这些行为模式或图式是先天性遗传图式，全部遗传图式的综合构成一个初生婴儿的智力结构。遗传图式是图式在人类长期进化的过程中所形成的，以这些先天性遗传图式为基础，儿童随着年龄的增长及机能的成熟，在与环境的相互作用中，能过同化、顺应及平衡化作用（后述），图式不断得到改造，认知结构不断发展。在儿童智力发展的不同阶段，有着不同的图式。如在感知运动阶段，其图式被称为感知运动图式，当进入思维的运算阶段，就形成了运算思维图式，这在后面还将介绍。

     可以通过两个简单的举例进一步说明图式的含义。一个四个半月的婴儿，当看到拔浪鼓时，伸手去抓，握住后摇晃拔浪鼓。这系列的动作包括视、听、抓握及晃动等，这样一个行为模式显然是有其神经系统生理基础的，完成这一行为的神经系统生理基础即是这一行为模式的心理结构，也就是图式。-一个5岁的孩子，当被要求回答两根长短不一的木棍（长棍A、短棍B）那一根长，那一个短，他会毫无困难地指出A棍长于B棍，继续让这个孩子比较B棍与更短的C棍，孩子显然也能得出正确答案。但当要他比较A棍与C棍的长短而不显示这三根木棍，这个5岁的孩子就回答不了。而当这个孩子长到8岁，他就能够准确地说出A棍长于C棍。显然5岁的孩子大脑中存在着正确完成A棍与B棍或B棍与C棍两两比较的心理结构，但却尚没有形成在三根棍不放在一起时比较A棍与C棍的心理结构。而当他长到8岁，显然在他大脑中某种东西发展了，因而他得出了A棍长于C棍的正确结论，这个发展的东西就是心理结构即图式。

    图式作为智力的心理结构，是一种生物结构，它以神经系统的生理基础为条件，如上例4个半月婴儿的视觉抓握反射的协调，显然是锥体束中一定的新神经通路的髓鞘形成的结果。然而限于目前的科学水平，还只能对少数较低级的图式（例如运算图式）来说，目前的研究还无法指出这些图式的生理性质和化学性质。相反，这些图式在人的头脑中的存在是根据可以观察到的行为推测的。事实上，皮亚杰是根据大量的，通过临床法所观察到的现象，结合生物学、心理学、哲学等学科的理论，运用逻辑学以及数学概念（如群、群集、格等）来分析描述智力结构的。由于这种智力结构符合逻辑学和认识论原理，因此图式不仅是生物结构，更重要的是一种逻辑结构（主要指运算图式）。 尽管诸如前述视觉抓握动作的神经生理基础是新神经通路髓鞘形成，而髓鞘形成似乎是遗传程序的产物。包含着遗传因素的自然成熟也确实在使儿童智慧发展遵循不变的连续阶段的次序方面起着不可缺少的作用，但在从婴儿到成人的图式发展中，成熟并不起决定作用。智慧演变为一种机能性的结构，是在诸多因素共同作用下的结果，儿童成长过程中智力结构的完整发展不是由遗传程序所决定。遗传因素主要为发展提供了可能性，或是说对结构提供了门径，在这些可能性未被提供之前，结构是不可能演化的。但是在可能性与现实性之间，还必须有一些其它因素，例如练习，经验和社会的相互作用。

     还必须指出，皮亚杰所提出的智力结构具有三要素，整体性、转换性和自动调节性，结构的整体性指结构具有内部融贯性，各成分在结构中的安排是有机的联系，而不是独立成分的混合，整体和部分都由一个内在规律所决定。一个图式有一个图式的规律，由全部图式所构成的儿童的智力结构并非各个图式的简单相加。结构的转换性指结构并不是静止的。而是有一些内在的规律控制着结构的发展，儿童的智力结构，在同化、顺应、平衡化作用下，不断发展，体现了这种转换性。结构的自调性是指结构由于其本身的规律而自行调节，结构内的某一成分的改变必将引起其结构内部其它成分的变化。只有作为一个自动调节的转换系统的整体，才可被称为结构。