A kétnyelvűség, az alaposabb nyelvtudás magától értetődő előnyén kívül, a kognitív képességek egészen széles skáláját fejlesztheti.

A családi háttérnek, a születési helynek és a migrációnak köszönhetően a becslések szerint a Föld lakosságának közel fele beszél egynél több nyelvet az otthonában. Az Európai Unióban a lakosság 56 százaléka számolt be erről, míg Luxemburgban ez az arány meghaladja a 90 százalékot. Annak vizsgálata, hogy ez a jelenség hogyan hat az agyra és az idegrendszerre, a neuroplaszticitás tudományágának feladatai közé tartozik. Hosszú ideig azok a nézetek számítottak elterjedtnek, amelyek szerint a gyerekeknek problémákat okoz, ha egyszerre két nyelvet kell megtanulni beszélni. A közelmúltban azonban több olyan kutatás született, amely a kétnyelvűek előnyét mutatta ki a nonverbális, a metanyelvi és a nyelvtani feladatok megoldásakor.

Bár logikusnak tűnhet, hogy amikor egy francia-angol kétnyelvű turista kávét rendel egy párizsi étteremben, nem gondolja végig, hogy fogalmazná meg a mondatot angolul, de mégis bizonyíték van arra, hogy bizonyos mértékig mind a két nyelv folyamatosan aktív és állandó közöttük az interakció, ami stimulálóan hat az agyműködésre. A két nyelvet beszélő felnőttek jobban teljesítenek bizonyos kognitív képességeket igénylő feladatokban, nemcsak jobb emlékezőtehetségről és nagyobb önkontrollról tettek tanúbizonyságot, hanem a koncentrációs képességük is erősebb, így kisebb gondot okoznak számukra a külső zavaró tényezők. Ezen kívül hatékonyabbak a figyelemmegosztásában és az egyszerre több kérdés megoldásában. A gyerekek esetében az ilyen képességek magas szintje előre jelezheti az akadémiai előmenetelt, míg a felnőtteknél az időskori feledékenységet késleltethetik. Emberként azzal ugyan tisztában vagyunk, hogy a többiek másképpen gondolkodnak, mint mi magunk, de meglehetősen jó emberismeret szükséges ahhoz, hogy képesek legyünk előre látni mások döntéseit és belehelyezkedni egyes szituációkba. Újabb tanulmányok szerint a kétnyelvűség ahhoz is hozzájárulhat, hogy mások szemén keresztül tudjuk szemlélni a világot.

Ezen pozitív eredmények mellett olyanok is születtek, melyek szerint a kétnyelvű alanyok szókincse mind a két általuk beszélt nyelven kisebb, és hosszabb időig tart a nekik mutatott tárgyak megnevezése, mint az egyetlen nyelvet beszélő társaiknak. Ezen kívül bilingvis gyerekek később szólalhatnak meg, és eleinte problémát okozhat nekik, hogy elkülönítsék a  két nyelvet. Azzal kapcsoltban, hogy a két vagy több nyelvet anyanyelvi szinten beszélők automatikusan jó tolmáccsá válnak-e, eltérőek a vélemények. Egyes hipotézisek szerint a kétnyelvű gyerekekben természetesen alakulnak ki olyan képességek, amelyek hála tehetséges fordítók lesznek, míg mások szerint ez nem ennyire egyértelmű. A tudatos tanulás útján tolmáccsá válók a kifejezések, mondatok értelme alapján fordítanak, ám a kétnyelvűek inkább a nyelvi jelekre támaszkodnak, ami egy kevésbé tudatos folyamatot hoz létre, és pontatlanná teszi a tolmácsolást.

A valószínűsíthető előnyeinek hála, a kétnyelvűség egyre divatosabbá válik mint egyfajta elit mentális tréning, de a kérdés még nem eldöntött. Nem világos, hogy pontosan melyik nyelvi készségek, milyen mértékű kitettség teszi jobbá az embereket, és pontosan melyik feladatok elvégzésében. Ha a kétnyelvűség előnyeit a végsőkig bizonyítani szeretnék, a tudósoknak részletesebb kutatásokat kell végezniük, például azzal kapcsolatban, hogy van-e különbség azok között, akiknek van egy egyértelműen domináns nyelve, és azok között, akik egyenlő mértékben és szinten használják őket.