Aristoteles betraktade psykologin som en del av naturfilosofin, och han skrev mycket om sinnesfilosofi. Detta material förekommer i hans etiska skrifter, i en systematisk avhandling om själens natur (De anima) och i ett antal mindre monografier om ämnen som sinnesuppfattning, minne, sömn och drömmar.
För biologen Aristoteles är själen inte – som den var i vissa av Platons skrifter – en exil från en bättre värld som är illa inrymd i en enkel kropp. Själens själva väsen definieras av dess förhållande till en organisk struktur. Inte bara människor utan även djur och växter har själar, inneboende principer för djur- och växtliv. En själ, säger Aristoteles, är ”aktualiteten hos en kropp som har liv”, där liv innebär förmågan till självförsörjning, tillväxt och reproduktion. Om man betraktar en levande substans som en sammansättning av materia och form är själen formen av en naturlig – eller, som Aristoteles ibland säger, organisk – kropp. En organisk kropp är en kropp som har organ – det vill säga delar som har specifika funktioner, till exempel däggdjurens munnar och trädens rötter.
De levande varelsernas själar ordnas av Aristoteles i en hierarki. Växter har en vegetativ eller näringsmässig själ, som består av krafter för tillväxt, näring och reproduktion. Djur har dessutom förmågorna att uppfatta och förflytta sig – de har en känslig själ, och varje djur har minst en sinnesförmåga, där beröring är den mest universella. Allt som överhuvudtaget kan känna kan känna njutning; därför har djur som har sinnen också begär. Människor har dessutom förmågan till förnuft och tänkande (logismos kai dianoia), vilket kan kallas en rationell själ. Det sätt på vilket Aristoteles strukturerade själen och dess förmågor påverkade inte bara filosofin utan även vetenskapen i nästan två årtusenden.
Aristoteles teoretiska begrepp om själen skiljer sig från det som Platon före honom och René Descartes (1596-1650) efter honom hade. En själ är för honom inte en inre immateriell agent som verkar på en kropp. Själen och kroppen skiljer sig inte mer från varandra än vad intrycket av ett sigill skiljer sig från vaxet på vilket det är intryckt. Själens delar är dessutom förmågor, som skiljer sig från varandra genom sina operationer och sina objekt. Växtkraften skiljer sig från känselkraften, eftersom tillväxt och känsel är två olika aktiviteter, och synkänslan skiljer sig från hörselsinnet, inte för att ögon skiljer sig från öron, utan för att färger skiljer sig från ljud.
Sinnesobjekten är av två slag: de som är egna för särskilda sinnen, såsom färg, ljud, smak och lukt, och de som kan uppfattas av mer än ett sinne, såsom rörelse, antal, form och storlek. Man kan till exempel avgöra om något rör sig antingen genom att titta på det eller genom att känna det, och därför är rörelse ett ”gemensamt förnuftigt”. Även om det inte finns något särskilt organ för att upptäcka gemensamma förnimmelser finns det en förmåga som Aristoteles kallar ett ”centralt sinne”. När man till exempel möter en häst kan man se, höra, känna och lukta på den; det är det centrala sinnet som förenar dessa förnimmelser till förnimmelser av ett enda objekt (även om vetskapen om att detta objekt är en häst enligt Aristoteles är en funktion av intellektet snarare än av sinnet).
Bortsett från de fem sinnena och det centrala sinnet erkänner Aristoteles andra förmågor som senare kom att grupperas som de ”inre sinnena”, framför allt fantasi och minne. Även på den rent filosofiska nivån är dock Aristoteles redogörelser för de inre sinnena otacksamma.
På samma nivå inom hierarkin som sinnena, som är kognitiva förmågor, finns det också en affektiv förmåga, som är platsen för den spontana känslan. Detta är en del av själen som i grunden är irrationell men som kan kontrolleras av förnuftet. Den är platsen för begär och passioner, och när den kontrolleras av förnuftet är den platsen för de moraliska dygderna, såsom mod och måttfullhet. Den högsta nivån av själen upptas av sinnet eller förnuftet, platsen för tänkande och förståelse. Tänkandet skiljer sig från sinnesuppfattningen och är människans privilegium på jorden. Tänkandet, liksom förnimmelsen, handlar om att göra bedömningar, men förnimmelsen gäller detaljer, medan den intellektuella kunskapen handlar om universella saker. Resonemanget kan vara praktiskt eller teoretiskt, och följaktligen skiljer Aristoteles mellan en deliberativ och en spekulativ förmåga.
I en notoriskt svår passage i De anima introducerar Aristoteles ytterligare en distinktion mellan två typer av sinne: ett passivt, som kan ”bli allting”, och ett aktivt, som kan ”göra allting”. Det aktiva sinnet, säger han, är ”avskiljbart, oförstörbart och oblandat”. Under antiken och medeltiden var detta avsnitt föremål för kraftigt olika tolkningar. Vissa – särskilt bland arabiska kommentatorer – identifierade den separerbara aktiva agenten med Gud eller med någon annan övermänsklig intelligens. Andra – särskilt bland latinska kommentatorer – ansåg att Aristoteles identifierade två olika förmågor inom det mänskliga sinnet: ett aktivt intellekt, som bildade begrepp, och ett passivt intellekt, som var ett förråd av idéer och föreställningar.
Om den andra tolkningen är korrekt, erkänner Aristoteles här en del av den mänskliga själen som är separerbar från kroppen och odödlig. Här och på andra ställen kan man hos Aristoteles, utöver hans biologiska standardföreställning om själen, upptäcka en rest av en platonisk vision enligt vilken intellektet är en distinkt enhet som kan skiljas från kroppen. Ingen har åstadkommit en helt tillfredsställande försoning mellan de biologiska och de transcendenta dragen i Aristoteles’ tänkande.