الانحياز المعرفي عند الحيوانات هو نمطٌ من الانحراف في التقدير، حيث قد تتأثر الاستنتاجات المتعلّقة بالحيوانات الأخرى وبالمواقف بمعلوماتٍ غير ذات أهمّيّة أو بحالات عاطفية. يقال أحيانًا أنّ الحيوانات تخلق «واقعًا اجتماعيًا شخصيّاً» من تصوّراتها للمدخلات. فعلى سبيل المثال قد يؤثّر التحيّز المتفائل أو المتشائم عند البشر في إجابة الفرد على سؤال «هل نصف كوب فارغ أم نصف ممتلئ؟».
لدراسة التحيّز المعرفيّ، نقوم بتدريب حيوان ما على توقّع حدوث حدثٍ إيجابيّ بعد تحفيزه من خلال إشارة ما، وتوقّع حدثٍ سلبيّ بعد تحفيزه بإشارةٍ أخرى. على سبيل المثال، وكما في العديد من التجارب، إذا ضغط الحيوان على ذراع A بعد سماعه لنغمة بتردّد 20 هرتز، فإنّه يحصل على طعامٍ محبّذ للغاية، لكن وبالمقابل فإنّه سيحصل على طعام بلا أيّ نكهة عند الضغط على ذراع B بعد سماع نغمة لها تردّد 10 هرتز. بعد ذلك يتمّ تقديم كلا الذراعين للحيوان واستخدام نغمة لها تردّد متوسّط كمُحفّز، 15 هرتز على سبيل المثال. تقول الفرضيّة أنّ «الحالة المزاجية» للحيوان سوف تحيّز اختيار الأذرع بعد اختبار التنبيه؛ إذا كانت حالته المزاجيّة إيجابيّة، فإنه يميل إلى اختيار الذراع A، أمّ إذا كانت سلبيّة فإنّه يميل إلى اختيار الذراع B.
يتمّ اختبار الفرضيّة السابقة من خلال التلاعب بالعوامل التي قد تؤثر على الحالة المزاجيّة -على سبيل المثال، نوع المسكن الذي يعيش الحيوان.
تمّ إظهار التحيزات المعرفية في مجموعة واسعة من الأجناس بما في ذلك الفئران والكلاب وقرود المكاك والأغنام والصيصان والزرزور ونحل العسل.