指把思维对象按其属性的异同划分不同种类的逻辑思维方法。是在比较思维法基础上进行的。通常情况下是人们首先通过比较思维，揭示其事物之间的共同点和异同点，然后在思维中根据共同点把事物集合为较大的类(在逻辑中称为种概念)，又根据差异点把事物集合中的大类再划分为较小的类 (在逻辑中称为属概念)。一般地说，这种分类则是系统分类，于是按系统层次的特征，某一层次的种概念，对上一个层次来说即为属概念了。这样分类结果，可以使我们在系统角度充分认识事物间的区别和联系。
使用分类思维方法，要严格遵守分类的穷尽性原则和排它性原则。这样获得的科学分类可以帮助我们发现科学规律，预测科研方向，也有利于科学捡索系统的建立。
分类思维可分为实用分类(或称选择分类)，现象分类 (或称人为分类)，还有一种叫做本质分类(或称自然分类)。本质分类是以思维对象内部的本质属性为标准所进行的分类。因为这种分类反映了思维事物的自然关系，所以也叫自然分类。列宁指出：“分类应当是《自然、而不是纯粹人为的即任意的》。” (列宁： 《哲学笔记》，人民出版社1974年版，第225页) 例如，根据已测定的近100种生物体的细胞色素C的化学结构中，物种亲缘关系愈近，则它们的结构愈相似。根据这个发生规律进行的分类，便可自然地反映生物进化的分类系统。
按细胞色素C氨基酸顺序决定的系统进化树。不管使用哪种分类，都必须注意到：
其一，每一种分类根据同一的标准进行，即根据思维对象本身的某种属性或关系来进行。
其二，分类要坚持按一定系统层次逐级进行。
其三，划分不等于分类，分类是划分的特殊形式。
其四，任何分类都是种类之间实际界限的某种粗糙化的结果，且又由于事物有亦此亦彼的现象，所以任何分类都是相对地，近似地反映着千变万化的客观世界的。
见下图
