Otistik beyinler ve davranışlar arasındaki bağlantılar arasında iki ana bilişsel teori kategorisi önerilmiştir.
İlk kategori sosyal kavramada görülen eksikler üzerine yoğunlaşır. Aşırı sistemlilik varsayımına göre otistik bireyler sistematik davranışlarda bulunabilir yani içsel olaylarla başaçıkabilmek için içsel hareket kuralları geliştirebilir ama diğer faktörler tarafından oluşturulan olaylarla başaçıkabilmek için empati yapmakta daha az başarılıdırlar. Bu varsayım aşırı erkek beyni teorisini genişletir. Bu teori, otizmin, psikometrik olarak empatiden çok sistematikte başarılı olan bireyler olarak tanımlanan erkek beyninin aşırı bir durumu olduğunu varsayar. Bu da daha önceki zihin teorisi ile ilişkilidir. Zihin teorisi, otistik davranışın, bireyin zihinsel durumlarını kendisine ya da başkasına yükleme yetisinin olmamasından ortaya çıktığını varsayar. Zihin teorisi, başkalarının güdüleri hakkında yorum yürütme ile ilgili Sally ve Anne testine otistik çocukların verdiği atipik cevaplarla desteklenir ve otizmin ayna nöron sistemi teorisi ile örtüşür.
İkinci kategori sosyallik dışı ve genel süreçler üzerine yoğunlaşır. Kendini yönetme sistemi fonksiyon bozukluğu teorisi otistik davranışın esneklik, planlama ve diğer yönetsel fonksiyonlarda bulunan eksikliklerden kaynaklandığını varsayar. Teorinin güçlü yanı stereotipik davranışları ve sınırlı ilgiyi öngörmesidir; zayıf yanı ise küçük otistik çocuklarda yönetsel fonksiyon bozukluklarının bulunmamasıdır. Zayıf merkezî tutarlılık teorisi, büyük resmi görmede sınırlı yeteneğin otizmin merkezî bozukluğunun temelinde yattığını varsayar. Teorinin kuvvetli bir yanı, otistik insanların performansındaki zirveleri ve özel yetenekleri öngörmesidir. Bağlantılı bir teori olan genişlemiş algısal fonksiyon teorisi, daha çok otistik bireylerde yerel olarak yönlenmiş ve algısal işlemlerin üstünlüğü üzerine yoğunlaşır. Bu teoriler otizmin düşük bağlantı teorisi ile örtüşür. İki kategori de kendi başına tatmin edici değildir; sosyal bilişim teorileri otizmin katı ve yineleyici davranışını kolayca açıklayamaz, sosyallik dışı teoriler de sosyal bozukluğu ve iletişim zorluklarını açıklamakta zorluk çeker. Karşılaşılan bozuklukların çoğu üzerine kurulmuş birleşik bir teori daha yararlı olabilir.