Αν και η επικρατούσα άποψη είναι ότι τα παιδιά με Down μοιάζουν πάρα πολύ μεταξύ τους ως προς το επίπεδο των ικανοτήτων τους και την προσωπικότητα, οι έρευνες αποδεικνύουν ότι υπάρχουν μεγάλες μεταβολές και αποκλίσεις στη γνωστική ικανότητα των ατόμων αυτών (Carr, 1985, 1995).

Ορισμένα παιδιά παρουσιάζουν βαριά νοητική υστέρηση, το μεγαλύτερο ποσοστό κυμαίνεται από μέτρια ως σοβαρή καθυστέρηση και ένα μικρό ποσοστό διαθέτει οριακή νοημοσύνη. Η άποψη ότι η γνωστική ανάπτυξη στα παιδιά με σύνδρομο Down είναι μια εκδοχή της φυσιολογικής ανάπτυξης, με την ίδια οργάνωση και δομή, με μόνη διαφορά τον πιο αργό ρυθμό και το χαμηλότερο ανώτατο όριο ανάπτυξης, διαψεύδεται από ολοένα και περισσότερες μελέτες που καταδεικνύουν ότι η διαδικασία μάθησης στα παιδιά με το σύνδρομο μπορεί να διαφέρει θεμελιακά από αυτή που παρατηρείται στα παιδιά με φυσιολογική ανάπτυξη (Morrs, 1983, Wishart, 1986, Duffy and Wishart, 1987, Pueschel, 1988).

Τα παιδιά με Down παρουσιάζουν μια πρώιμη ικανότητα για επιτεύγματα η οποία όμως δεν χρησιμοποιείται εποικοδομητικά. Σε μελέτες που έγιναν, πολλά βρέφη με Down πέτυχαν σε πολλά από τα έργα που αναλογούν στη χρονολογική ηλικία των φυσιολογικών βρεφών, ορισμένα μάλιστα πέτυχαν έργα νωρίτερα από ό,τι τα μη καθυστερημένα παιδιά της ομάδας ελέγχου (Wishart, 1991, 1993).

Η Buckley αναφέρει την περίπτωση της Sarah Duffen, νηπίου με Down, η οποία έμαθε να διαβάζει σε ηλικία τριών ετών. Δυστυχώς όμως η συμπεριφορά των ατόμων αυτών δεν επιτρέπει την εξέλιξη αυτών των πρώιμων επιτευγμάτων. Αποφεύγοντας να εμπλακούν σε δύσκολες καταστάσεις μάθησης, αντί να παγιώσουν τις νέες γνωστικές δεξιότητες, τις αφήνουν να χειροτερέψουν και τελικά να χαθούν από το ρεπερτόριό τους.

Τα συμπεριφοριστικά χαρακτηριστικά των παιδιών με το σύνδρομο που επηρεάζουν αρνητικά τη γνωστική τους ανάπτυξη είναι:
- Η χρήση στρατηγικών γνωστικής αποφυγής όταν έρχονται αντιμέτωπα με δύσκολες καταστάσεις μάθησης.
- Η ανεπαρκής χρήση των υπαρχόντων ικανοτήτων λύσης προβλημάτων.
- Η ανικανότητα να παγιώσουν νεοαποκτηθείσες γνωστικές δεξιότητες στο ρεπερτόριό τους.
- Μια αυξανόμενη απροθυμία να αναλάβουν πρωτοβουλία στη μάθηση.

Άλλα χαρακτηριστικά των παιδιών με Down που δυσκολεύουν τη γνωστική τους ανάπτυξη είναι:
- Δυσκολία στην αισθητηριακή συλλογή πληροφοριών από το περιβάλλον και την κατηγοριοποίησή τους.
- Αδυναμία γενίκευσης μιας δεξιότητας που έχουν διδαχθεί και εφαρμογής της σε καταστάσεις της πραγματικής ζωής.
- Αδυναμία να αφομοιώσουν σύνθετες γλωσσικές οδηγίες.
- Συγκέντρωση της προσοχής μόνο στις βασικές πληροφορίες αγνοώντας τις λεπτομέρειες και τα επιμέρους γεγονότα.
- Περιορισμένη βραχύχρονη μνήμη και μη επαρκώς ανεπτυγμένη ακουστική μνήμη.