Στο Δ τόμο γίνεται διεξοδική αναφορά στο Μοντέλο Επεξεργασίας των Πληροφοριών, το οποίο αποτέλεσε το κυρίαρχο θεωρητικό παράδειγμα της Γνωστικής Ψυχολογίας ύστερα από την επίδραση κατά κύριο λόγο των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και των σύγχρονων νευροβιολογικών ερευνών της Γνωστικής Νευροεπιστήμης.

Ο τόμος περιλαμβάνει 14 κεφάλαια. Στα πρώτα επτά κεφάλαια γίνεται θεωρητική αναφορά στην εξέλιξη του Μοντέλου, στα σύγχρονα δεδομένα της Γνωστικής Επιστήμης, στα κλασικά και σύγχρονα μνημονικά συστήματα και σ ένα αντιπροσωπευτικό Τριμερές Μοντέλο Επεξεργασίας των Πληροφοριών, σύμφωνα με το οποίο το άτομο προσλαμβάνει, κωδικοποιεί, συγκρίνει και χρησιμοποιεί τη γνώση.

Στα υπόλοιπα επτά κεφάλαια παρατίθενται οι γενικές εφαρμογές στην εκπαιδευτικο-διδακτική πράξη. Συγκεκριμένα γίνεται αναφορά στις στρατηγικές και τεχνικές μάθησης, στις στρατηγικές συστηματικής μελέτης, στις μεταγνωστικές ικανότητες, στην επίλυση προβλημάτων και στην κριτική σκέψη. Στο τέλος επιχειρείται μια γενική αξιολόγηση του Μοντέλου Επεξεργασίας των Πληροφοριών, ιδιαίτερα στο χώρο της Εκπαιδευτικής Ψυχολογίας.