越来越多的文献和研究已经证实了双语能力对儿童认知能力发展的影响。研究发现，与单语儿童相比，在一些含有相互矛盾或者误导性信息的认知实验中，双语儿童展现了更高的认知发展水平。比如，模糊图形翻转实验（ambiguous figure reversal）（Bialystok & Shapero，2005）、维度变化卡片分类实验（dimensional-change card sorting）（Bialystok，1999；Bialystok & Martin，2004）、西蒙任务实验（the Simon tasks）（Martin-Rhee & Bialystok，2008）以及错误信念推理实验（false belief reasoning）（Kovacs，2009）。

在这些实验中，被试儿童都需要控制自己的注意力，而这个过程与双语儿童独特的经历相一致——即双语儿童需要在两个相互干扰的语言系统间进行转换，并且需要选择对应的语言结构抑制来自非目标语言（non-target language）的影响（Bialystok，2009）。最近的研究结果发现，这种独特的认知要求有助于双语儿童中央控制执行系统（executive functioning）的发展，而中央控制执行系统在工作记忆系统中承担的主要任务有：抑制冲动、认知弹性 （cognitive flexibility） 以及信息更新能力（Bialystok，2001，2009；Miyake et al.，2000）。

尽管双语经历是言语方面的一种经历，但是在工作记忆系统的认知弹性、信息更新能力方面，在中央控制执行系统抑制冲动方面，双语经历是否存在优势的问题，只有少量研究对此做出过报告（例如，Ben-Zeev，1977；Bialystok，1986，1988；Cromdal，1999；Cummins，1978；Davidson，Raschke & Pervez，2010；Gathercole，Sabastian&Soto，2002；Gathercole ，2007；Yelland et al.，1993）。需要注意的是，虽然有很多的文献和研究比较了双语儿童和单语儿童在语言与读写能力方面的发展差异，但是它们的研究重心比较偏向于双语儿童存在的劣势（例如，Lipka，Siegel & Vukovic，2005；Lipka & Siegel，2005）。因此，尽管这些研究提供了大量的相关信息，但是对于早期双语经历如何塑造中央控制执行系统的语言习得机制，它们并没有给出直接的回答。根据现有文献记录，在大部分有关双语经历对儿童语言发展的影响研究中，都仅测试了双语儿童使用的两种语言中的一种，这类测试的目的是评估儿童加工一门语言结构特征的能力。比如，通过句法判断测试来探索句法意识的研究已经证实，两种语言平衡发展的双语儿童比单语儿童更能接受句法准确但语义错误的句子，比如说A cat barks （一只猫在叫）（Bialystok，1986，1988；Cromdal，1999；Davidson，Raschke & Pervez，2010；Gathercole，Sabastian & Soto，2002；Gathercole，2007）。这类测试要求儿童将注意力集中在语言结构上，与儿童通常比较关注语义本身的自然倾向相反，双语儿童能够更好地抑制这种本能倾向，在这类测试上的表现优于单语儿童。

通过对不同双语背景儿童的研究，双语经历在句法意识发展中的作用已经得到了证实，但有关双语经历对其他元语言意识及加工的影响研究并不深入，一方面，两者间的影响研究尚未被大量深入探讨；另一方面，亦无法证实其主因完全是双语的作用。比如，在语音加工领域中，双语优势通常被解释成语音技巧的迁移，而这种迁移是通过对双语中一门语言具体特征的体验产生的。大部分研究发现，那些具有双语优势的人群，他们掌握的其中一种语言至少含有如下特征：

（1）含有相对简单且规则的语音结构的语言，比如意大利语，它仅含有五个元音，并且没有双元音（Campbell & Sais，1995）；

（2）具有更显著的可分解单位（segmental units）的语言，比如法语，与英语相比，它含有更加明显的音节单位 （Bruck & Genessee，1995）；

（3）具有更规律的书写系统和语音对照的语言（more transparent languages），比如西班牙语和希伯来语 （Bialystok et al.，2003，2005）。