思維導圖是分層的，顯示了整體之間的關系。它通常是圍繞一個概念創建的，以空白頁中心的圖像形式繪制，并向其中添加了諸如圖像，單詞和單詞部分之類的思想的相關表示。主要思想與中心概念直接相關，而其他思想則從這些主要思想中衍生出來。

思維導圖也可以手工繪制，例如在演講，會議或計劃會議期間作為“筆記”，或者在有更多時間可用時作為更高質量的圖片。思維導圖被認為是蜘蛛圖的一種。1970年代的類似概念是“理想的太陽爆發?”。

盡管“思維導圖”一詞最初是由英國流行心理學作家和電視名人托尼·布贊（Tony Buzan）普及的，但使用通過分支和徑向圖在視覺上“映射”信息的圖的使用可以追溯到幾個世紀以前。這些繪畫方法記錄了知識和模型系統，并且在學習、集思廣益、記憶、視覺思維以及解決問題的過程中由教育者、工程師、心理學家和其他人擁有悠久的歷史。此類圖形記錄的最早示例是由3世紀著名思想家Tyros的Porphyry of Tyros開發的，當時他以圖形方式形象化了這一概念亞里斯多德的類別。哲學家拉蒙·魯爾（Ramon Llull，1235–1315）也使用了這種技術。

在語義網絡是在20世紀50年代末開發的理論來理解人類的學習和進一步發展阿倫·M·科林斯在60年代初期和M.羅斯奎安。思維導圖的結構與概念圖相似，后者是由學習專家在1970年xxx發的，但是思維導圖通過圍繞一個中心關鍵概念而得以簡化。

在1974年BBC電視臺主持的名為“?用你的頭”電視連續劇中，布贊提出了特定的方法，并引入了“思維導圖”一詞。在這個展覽以及同伴書系列中，Buzan提出了他的放射狀樹的概念，以彩色、輻射狀、樹狀結構描繪了關鍵詞。

布贊說，這個想法的靈感來自于艾爾弗雷德·科齊布斯基的一般語義如推廣在科幻小說中，比如那些羅伯特A.和范·沃格特。他認為，“傳統”輪廓會迫使讀者從左到右和從上到下進行掃描，而讀者實際上往往會以非線性方式掃描整個頁面。Buzan的治療方法還使用了當時流行的關于大腦半球功能的假設，以解釋聲稱的思維導圖相對于其他形式的筆記增強的有效性。

• 概念圖：思維導圖與概念圖的不同之處在于思維導圖僅關注一個單詞或想法，而概念圖則將多個單詞或想法連接在一起。同樣，概念圖通常在其連接線/臂上具有文本標簽。思維導圖基于徑向層次結構和樹狀結構，表示與中央控制概念的關系，而思維導圖則基于概念之間的連接（采用多種模式）。但是，任何一個都可以成為更大的個人知識庫系統的一部分。
• 圖形圖建模：依賴于助記符系統的任意性，思維導圖沒有嚴格的對與錯。甲UML圖或語義網絡具有結構化元素建模的關系，與連接對象來表示關系線。通常以黑白方式完成，并帶有清晰一致的圖像。思維導圖的目的不同：它們有助于記憶和組織。思維導圖是由作者的心理環境和視覺助記符構成的單詞集合，通過使用顏色、圖標和視覺鏈接，這些思維圖是非正式的，對于思維導圖的正常運行是必不可少的。

坎寧安（2005）進行了一項用戶研究，其中80％的學生認為“思維導圖有助于他們理解科學中的概念和觀念”。其他研究也報告了對思維導圖使用的一些主觀積極影響。但是，相比于計算機和信息技術專業，對藝術和設計專業的學生，??他們對效果的正面評價要突出得多，分別為62.5％和34％的受訪者表示他們能夠理解概念使用思維導圖軟件更好。Farrand、Hussain和Hennessy發現蜘蛛圖與首選學習方法（較基線增加6％）相比，對本科生記憶記憶的影響有限，但影響顯著（僅對600字的文本而言較基線增加10％）。對于圖表組的人來說，這種改善只有一周后才能實現，并且與受試者偏愛的筆記方法相比，動機顯著降低。關于概念映射的元研究得出結論，概念映射比“閱讀文章、參加講座和參加課堂討論”更有效。同一項研究還得出結論，概念映射“比其他建設性活動，如撰寫摘要和綱要”更有效。但是，結果并不一致，作者指出“在大多數子集中發現了顯著的異質性”。此外，他們得出的結論是，低能力的學生可能比高能力的學生從思維導圖中受益更多。

Joeran Beel和Stefan Langer對心智圖的內容進行了全面分析。他們分析了思維導圖應用程序SciPlore MindMapping（現在為Docear）和MindMeister的?11,179位用戶的19,379張思維導圖。結果包括普通用戶僅創建了少量思維導圖（平均值= 2.7），平均思維導圖相當小（31個節點），每個節點包含大約三個詞（中位數）。但是，也有例外。一位用戶創建了200多個思維導圖，xxx的思維導圖由50,000多個節點組成，xxx的節點包含約7,500個單詞。研究還表明，在不同的思維導圖應用程序（Docear與MindMeister）之間，存在與用戶創建思維導圖的方式有關的重大差異。

已經進行了一些嘗試來自動創建思維導圖。Brucks＆Schommer通過全文流自動創建思維導圖。Rothenberger等。提取文本的主要故事并將其顯示為思維導圖。并且有一項關于在思維導圖中自動創建子主題的專利。

思維導圖軟件可用于組織大量信息、結合空間組織，動態層次結構和節點折疊。軟件包可以通過允許個人使用其計算機和Internet上的信息（例如電子表格、文檔、Internet站點和圖像）映射比思想和想法更多的內容，從而擴展了思維導圖的概念。有人提出，與傳統的筆記相比，思維導圖可以將學習/學習效率提高多達15％。