计算思维的目的在于解决问题。2011年，美国国际教育技术协会（International Society for Technology in Education，ISTE）联合计算机科学教师协会（Computer Science Teachers Association，CSTA）基于计算思维的表现性特征，给出了一个操作性定义：“计算思维是一种解决问题的过程，该过程包括明确问题、分析数据、抽象、设计算法、评估最优方案、迁移解决方法六个要素。”
2012年，英国学校计算课程工作小组（Computing at School WorkingGroup，CAS）在研究报告中阐述：计算思维是识别计算，应用计算工具和技术理解人工信息系统和自然信息系统的过程，是逻辑能力、算法能力、递归能力和抽象能力的综合体现。
2013年，南安普顿大学John Woollard研究员在“计算机科学教育创新与技术”（ITiCSE）会议报告中提出“计算思维是一项活动，通常以产品为导向，与问题解决相关（但不限于问题的解决）。它是一个认知或思维过程，能够反映人们的抽象能力、分解能力、算法能力、评估能力和概括能力，其基本特征包括思维过程，抽象和分解”。
中国科学院自动化研究所王飞跃教授认为，“计算思维是一种以抽象、算法和规模为特征的解决问题的思维方式。广义而言，计算思维是基于可计算的手段，以定量化的方式进行的思维过程；狭义而言，计算思维是数据驱动的思维过程。”
分析上述定义，大家所侧重的层面和维度有所不同，我们可以这样理解：计算思维是一种独特的解决问题的过程，反映出计算机科学的基本思想方法。
周以真教授进一步用计算思维是什么、不是什么等特征来解释计算思维。
（1）计算思维是概念化，而不是程序化的。
计算机科学不是计算机编程。像计算机科学家那样去思维意味着远不止能为计算机编程，还要求能够在抽象的多个层次上思维。计算机科学不只是关于计算机，就像音乐产业不仅限于研究麦克风一样。
（2）计算思维是根本的技能，不是刻板的技能。
计算思维是一种根本技能，是每个人为了在现代社会中发挥职能所必须掌握的。刻板的技能意味着简单的机械重复。计算思维不是一种简单、机械的重复。
（3）计算思维是人的思维，不是计算机的思维。(www.xing528.com)
计算思维是人类求解问题的一条途径，但绝非要使人类像计算机那样地思考。计算机枯燥且沉闷，人类聪颖且富有想象力。人类赋予了计算机激情，计算机赋予了人类强大的计算能力。人类应该好好地利用这种力量去解决各种需要大量计算的问题。
（4）计算思维是思想，不是人造物。
计算思维不只是将生产的软硬件等人造物以物理形式到处呈现给我们的生活，更重要的是计算概念，它被人们用来进行问题求解、日常生活的管理以及与他人进行交流和互动。
（5）计算思维是数学和工程思维的互补与融合。
计算机科学在本质上源自数学思维，它的形式化基础建筑于数学之上。计算机科学又从本质上源自工程思维，因为我们建造的是能够与实际世界互动的系统。所以计算思维是数学和工程思维的互补与融合。
（6）计算思维面向所有人，所有地方。
计算思维是面向所有人的思维，而不只是计算机科学家的思维。如同所有人都具备“读、写、算”能力一样，计算思维是必须具备的思维能力。当计算思维真正融入人类活动的整体时，它作为一个问题解决的有效工具，人人都应当掌握，处处都会被使用。例如，当前各个行业领域中面临的大数据问题，都需要依赖于计算算法来挖掘有效内容，这意味着计算思维已成为一种普适思维方式。
计算思维的本质是抽象（Abstraction）和自动化（Automation）。它反映了计算的根本问题，即什么能被有效地自动进行。计算是抽象的自动执行，自动化需要某种计算机去解释抽象。
从操作层面上讲，计算就是如何寻找一台计算机去求解问题，隐晦地表达就是要确定合适的抽象，选择合适的计算机去解释执行该抽象，后者就是自动化。
需要强调的是，计算思维虽然被冠以“计算”两个字，但绝不是只与计算机科学有关的思维，而是人类科学思维的一个组成部分，它是在计算机出现之前就已经存在的。实际上，即使没有计算机，计算思维也在逐步发展，并且有些内容与计算机也没有关系。只是由于计算机的发展极大促进了这种思维的研究和应用，并且在计算机科学的研究和工程应用中得到广泛的认同，所以人们习惯地将这种思维叫作计算思维。
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