Aristoteles piti psykologiaa luonnonfilosofian osana, ja hän kirjoitti paljon mielenfilosofiasta. Tätä aineistoa esiintyy hänen eettisissä kirjoituksissaan, sielun olemusta käsittelevässä systemaattisessa tutkielmassaan (De anima) sekä useissa pienemmissä monografioissa, jotka käsittelevät esimerkiksi aistihavainnon, muistin, unen ja unien kaltaisia aiheita.
Biologille Aristoteleelle sielu ei ole – kuten joissakin Platonin kirjoituksissa – paremmasta maailmasta karkotettu, huonosti alhaiseen ruumiiseen majoitettu. Sielun olemusta määrittää sen suhde orgaaniseen rakenteeseen. Ihmisten lisäksi myös eläimillä ja kasveilla on sielu, eläin- ja kasvielämän luontainen periaate. Aristoteleen mukaan sielu on ”sellaisen ruumiin todellisuus, jolla on elämää”, jossa elämä tarkoittaa kykyä itsensä ylläpitämiseen, kasvuun ja lisääntymiseen. Jos elävää ainetta pidetään aineen ja muodon yhdistelmänä, sielu on luonnollisen – tai, kuten Aristoteles joskus sanoo, orgaanisen – ruumiin muoto. Orgaaninen ruumis on ruumis, jolla on elimiä – toisin sanoen osia, joilla on erityisiä toimintoja, kuten nisäkkäiden suu ja puiden juuret.
Aristoteles järjestää elävien olentojen sielut hierarkiaan. Kasveilla on kasvullinen eli ravinnollinen sielu, joka koostuu kasvun, ravinnon ja lisääntymisen voimista. Eläimillä on lisäksi havaitsemisen ja liikkumisen voimat – niillä on herkkä sielu, ja jokaisella eläimellä on ainakin yksi aistivoima, joista kosketus on yleisin. Se, mikä ylipäätään voi tuntea, voi tuntea mielihyvää; näin ollen eläimillä, joilla on aistit, on myös haluja. Ihmisillä on lisäksi järjen ja ajattelun kyky (logismos kai dianoia), jota voidaan kutsua rationaaliseksi sieluksi. Tapa, jolla Aristoteles jäsenteli sielua ja sen kykyjä, vaikutti filosofian lisäksi myös tieteeseen lähes kahden vuosituhannen ajan.
Aristotelesin teoreettinen sielukäsitys eroaa häntä edeltäneen Platonin ja hänen jälkeensä René Descartesin (1596-1650) käsityksestä. Sielu ei ole hänelle sisäinen aineeton tekijä, joka vaikuttaa kehoon. Sielu ja ruumis eivät eroa toisistaan sen enempää kuin sinetin jälki eroaa vahasta, johon se on painettu. Sielun osat ovat lisäksi kykyjä, jotka eroavat toisistaan toimintojensa ja kohteidensa perusteella. Kasvun kyky eroaa aistimisen kyvystä, koska kasvaminen ja tunteminen ovat kaksi erilaista toimintaa, ja näköaisti eroaa kuuloaistista ei siksi, että silmät eroavat korvista, vaan siksi, että värit eroavat äänistä.
Aistien kohteita on kahta lajia: niitä, jotka ovat ominaista tietyille aisteille, kuten väreille, äänille, makuaistimuksille ja hajuille, ja niitä, jotka ovat havaittavissa useammalla kuin yhdellä aistimella, kuten liikkeelle, lukumäärälle, muodolle ja koolle. Voidaan esimerkiksi sanoa, liikkuuko jokin asia joko katsomalla sitä tai tuntemalla se, joten liike on ”yleinen aisti”. Vaikka yhteisten aistimusten havaitsemiseen ei ole erityistä elintä, on olemassa kyky, jota Aristoteles kutsuu ”keskeiseksi aistiksi”. Kun ihminen esimerkiksi kohtaa hevosen, hän voi nähdä, kuulla, tuntea ja haistaa sen; keskusaisti on se, joka yhdistää nämä aistimukset havainnoiksi yhdestä ainoasta kohteesta (joskin tieto siitä, että tämä kohde on hevonen, on Aristoteleelle pikemminkin järjen kuin aistien funktio).
Viiden aistimuksen ja keskusaistin lisäksi Aristoteles tunnustaa muitakin kyvykkyyksiä, jotka myöhemmin ryhmiteltiin ”sisäisiksi aisteiksi”, erityisesti mielikuvituksen ja muistin. Puhtaasti filosofisella tasolla Aristoteleen selostukset sisäisistä aisteista eivät kuitenkaan ole antoisia.
Hierarkiassa samalla tasolla kuin aistit, jotka ovat kognitiivisia kykyjä, on myös affektiivinen kyky, joka on spontaanien tunteiden sijaintipaikka. Tämä on sielun osa, joka on pohjimmiltaan irrationaalinen, mutta jota järki pystyy hallitsemaan. Se on halun ja intohimon keskus; kun se on saatettu järjen valtaan, se on moraalisten hyveiden, kuten rohkeuden ja maltillisuuden, keskus. Sielun korkeimmalla tasolla on mieli eli järki, joka on ajattelun ja ymmärryksen keskus. Ajattelu eroaa aistihavainnosta, ja se on ihmisen etuoikeus maan päällä. Aistimuksen tavoin ajattelussa on kyse arvostelmien tekemisestä, mutta aistimus koskee yksittäisiä asioita, kun taas älyllinen tieto koskee universaaleja asioita. Järkeily voi olla käytännöllistä tai teoreettista, ja vastaavasti Aristoteles tekee eron harkitsevan ja spekulatiivisen kyvyn välillä.
De anima -teoksen eräässä tunnetusti vaikeassa kohdassa Aristoteles esittelee vielä eron kahdenlaisen mielen välillä: passiivisen, joka voi ”tulla kaikeksi”, ja aktiivisen, joka voi ”tehdä kaiken”. Aktiivinen mieli on hänen mukaansa ”erotettavissa, läpäisemätön ja sekoittumaton”. Antiikissa ja keskiajalla tätä kohtaa tulkittiin jyrkästi eri tavoin. Jotkut – erityisesti arabikommentaattorit – identifioivat erotettavissa olevan aktiivisen toimijan Jumalaan tai johonkin muuhun yli-inhimilliseen älyyn. Toiset – erityisesti latinankieliset kommentaattorit – katsoivat Aristoteleen tunnistavan ihmismielen sisällä kaksi erilaista kykyä: aktiivisen älyn, joka muodosti käsitteitä, ja passiivisen älyn, joka oli ideoiden ja uskomusten varasto.
Jos toinen tulkinta pitää paikkansa, Aristoteles tunnustaa tässä yhteydessä ihmisen sielun osan, joka on erotettavissa ruumiista ja kuolematon. Tässä ja muualla Aristoteleessa on havaittavissa hänen tavanomaisen biologisen sielukäsityksensä lisäksi jäänne platonilaisesta näkemyksestä, jonka mukaan äly on ruumiista erotettavissa oleva erillinen kokonaisuus. Kukaan ei ole saanut aikaan täysin tyydyttävää sovitusta Aristoteleen ajattelun biologisten ja transsendenttisten kantojen välillä.