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특히 지각과 의미·기억·언어·추론·동기화의 근거가 되는 인지적 연결에 관한 정신생활의 구조를 연구하기 위해 사용된다. 자유연상검사에서 피험자는 진술된 단어, 개념 혹은 여타의 자극에 대한 반응으로 머리에 떠오른 첫번째 단어를 말해달라는 요청을 받는다. '통제된 연상'에서는 자극과 반응의 관계가 미리 규정될 수도 있다.

예를 들어 피험자는 반대말을 이야기하라고 요청받을 수도 있다. 보다 복잡한 분석은 특별한 목적으로 실시되지만 각 반응의 반응시간과 피험자가 말하는 단어들은 검사에서 얻을 수 있는 기본자료가 된다. 연상검사는 또 정신분석의 일반적 절차에 속하며 성격과 그 병리를 연구하기 위해 실시된다. 병리의 경우 검사의 자극이 정서적으로 부담스러운 기억이나 생각에 대한 피험자의 반응을 유발함으로써 이상하거나 무엇인가를 드러내는 연상을 낳을 수 있으며 비정상적으로 길거나 짧은 반응시간을 보이게 하는 경우도 많다.