Analoogiline arutluskäik on teabe töötlemise meetod, mis võrdleb uute ja mõistetud mõistete sarnasusi ning kasutab neid sarnasusi uue kontseptsiooni mõistmiseks. See on induktiivse arutluskäigu vorm, kuna selle eesmärk on anda arusaamist sellest, mis tõenäoliselt on tõsi, selle asemel, et midagi faktina deduktiivselt tõestada. Seda meetodit saavad kasutada nii lapsed kui ka täiskasvanud uue teabe õppimiseks või veenva argumendi osana.
Arutlusprotsess algab sellest, et isik määrab kindlaks sihtvaldkonna või uue idee, mida õppida või selgitada. Seejärel võrreldakse seda üldise sobitusdomeeniga või ideega, mis on juba hästi mõistetav. Need kaks domeeni peavad olema piisavalt sarnased, et teha õiget ja sisulist võrdlust. Valitakse konkreetsed omadused, mis kuuluvad sobivasse domeeni, seejärel otsitakse sihtdomeenist seotud üksusi, et need kaks domeeni omavahel siduda. Näiteks võib toidu mõju inimkehale olla analoogne bensiini mõjuga autole, sest mõlemad vastutavad üksuste korrektse toimimise eest.
Analoogiline arutluskäik põhineb aju võimel assotsiatsiooni teel mustreid moodustada. Aju võib uutest mõistetest kergemini aru saada, kui neid tajutakse mustri osana. Kui võrrelda uut kontseptsiooni millegagi, mida aju juba teab, võib olla tõenäolisem, et aju salvestab uut teavet kergemini.
Analoogilise arutlemise protsessi ja efektiivsuse uurimist rakendatakse paljudes valdkondades. Kuna analoogiad näitavad pigem sarnasuste tõenäosust kui nende faktilist tõestamist, võivad advokaadid kasutada analoogilisi argumente juhtudel, millel pole palju tõendeid. Selline argument osutab kahe idee või objekti sarnasusele, seejärel kasutab seda jagatud sarnasust väitmaks, et ideedel on tõenäoliselt ka muid ühiseid jooni. Näiteks võib advokaat luua analoogia oma kliendi ja sama kuriteo varasema kohtuprotsessi vahel, kus isik tunnistati süüdimatuks. Kuna süüdistuse asjaolud on sarnased, väidab advokaat, et ka tulemused peaksid olema sarnased.
Seda tüüpi arutluskäike kasutatakse ka teadusvaldkonnas, kuid seda kasutatakse pigem uute kontseptsioonide väljamõtlemiseks kui veenmiseks. Teadlased võrdlevad sageli tõestatud teaduslikku protsessi tõestamata protsessiga, et püstitada hüpoteese, millele tugineda uutele uuringutele. Nad võivad põhjendada, et kuna kaks protsessi on ühel viisil sarnased, võib neil tõenäolisemalt olla rohkem ühist.
Psühholoogid keskenduvad sageli arutluskäigu kognitiivsetele aspektidele. Nad võivad teha uuringuid, et teha kindlaks, kuidas ja miks aju säilitab teavet analoogide kaudu. Psühholoogid võivad uurida ka erinevusi selle vahel, kuidas lapsed ja täiskasvanud neid kasutavad.