Badania nad metapoznaniem w pamięci, zwanym czasem „metapamięcią”, dotyczą tego, czy i jak trafnie ludzie są w stanie ocenić zawartość i funkcjonowanie swojej pamięci. W tym celu osoby badane prosi się o to, aby oprócz zapamiętywania, odpamiętywania lub rozpoznawania szacowały także swój poziom wykonania w przyszłym lub przeszłym zadaniu pamięciowym. Na przykład, w eksperymentach dotyczących poczucia wiedzy (Metcalfe, Schwartz i Joaquim 1993) osoby badane są̨ proszone o odpowiedź na zestaw pytań, dotyczących różnych faktów (zawartość pamięci deklaratywnej). Jeśli nie potrafią̨ przywołać potrzebnych informacji, prosi się̨ je o oszacowanie, czy będą potrafiły odpowiedzieć na zadane pytanie później, albo rozpoznać poprawną odpowiedź. Następnie osoby badanie są proszone o rozpoznanie i wybranie prawidłowej odpowiedzi spośród zaprezentowanych opcji.

Oszacowania, nazywane sądami metapoznawczymi, mogą dotyczyć przeszłego (sądy retrospektywne) lub przyszłego (sądy prospektywne) wydobycia danej treści. Retrospektywne metapoznanie najczęściej szacowane jest na podstawie poczucia pewności np. że poprawnie rozpoznano słowo jako prezentowane wcześniej (Busey Tunnicliff, Loftus i Loftus, 2000). Prawdopodobieństwo przyszłego poprawnego wydobycia treści z pamięci może być mierzone na różne sposoby, zarówno na etapie nabywania nowego materiału jak i na etapie wydobywania go z pamięci. Do pierwszej grupy zalicza się, między innymi, oszacowania dotyczące tego jak łatwo będzie zapamiętać prezentowany materiał, dokonywane przed rozpoczęciem uczenia (ease-of-learning judgments, EOL; Keleman, Frost i Weaver, 2000) oraz oszacowania prawdopodobieństwa prawidłowego wydobycia zapamiętywanych treści podczas przyszłego testu, dokonywane po zakończeniu uczenia (judgments of learning, JOL; Dunlosky, Serra, Matvey i Rawson 2005). Oszacowania dokonywane w czasie wydobywania wiedzy z pamięci, to między innymi, poczucie posiadania wiedzy, czyli ocena prawdopodobieństwa rozpoznania informacji, której osoba badana w danej chwili nie jest sobie w stanie przywołać (feeling-of-knowing judgments, FOK; Metcalfe, Schwartz i Joaquim, 1993). Czasem osoby badane pyta się również o to, czy mają poczucie, że informacja, którą próbują odpamiętać jest „na końcu języka”, czyli że są blisko jej wydobycia z pamięci (tip-of-the-tongue, TOT; Metcalfe i in., 1993).

Jednym z głównych problemów, na którym skupiają się badacze metapoznania, jest jego związek z rzeczywistym poziomem wykonania. Zdania na temat trafności sądów metapoznawczych są̨ podzielone – zależy ona od sposobu analizy, rodzaju sądu i zadania (Serra i Metcalfe, 2009; Metcalfe, 1986). Część badaczy uważa, że choć sądy metapoznawcze zazwyczaj przewidują̨ poziom wykonania z dokładnością̨ wyższą od poziomu losowego, są̨ też podatne na błędy i zakłócenia (Koriat i Goldsmith, 1996; Metcalfe, Kornell i Son, 2007; Serra i Metcalfe, 2009). Według Metcalfe (Serra i Metcalfe, 2009) trafność danego sądu metapoznawczego zależy od tego, czy osoba, która go dokonuje, ma dostęp do treści będących jego przedmiotem, czy też sąd ten ma naturę inferencyjną. W drugim przypadku wnioskowanie może opierać się na różnego rodzaju wskazówkach i informacjach, które dana osoba akurat posiada, a które nie muszą być diagnostyczne dla przyszłego poziomu wykonania (zob. np. Koriat, 1997; Koriat i Levy-Sadot, 2000; Serra i Metcalfe, 2009).

Istnieją̨ dwie główne hipotezy dotyczące mechanizmu działania metapamięcią – bezpośredniego dostępu do procesów lub reprezentacji niższego rzędu (direct-access lub trace-access account) oraz wykorzystania wskazówek (cue-utilization view). Pierwszy pogląd głosi, ze ludzie mogą̨ mieć bezpośredni, choć czasami tylko częściowy, dostęp do śladów pamięciowych. Ta hipoteza odnosi się głównie do oszacowań dotyczących obecnej zawartości pamięci (FOK, TOT). Metcalfe (2000) uważa, ze możliwy jest stan, w którym ludzie znają̨ odpowiedź na pytanie zanim są w stanie ją wyrazić, np. ktoś może „znać” słowo na poziomie semantycznym, czyli wiedzieć, że wie i wiedzieć, co wie, ale mieć problem z dostępem do jego aspektu fonologicznego. Hipoteza bezpośredniego dostępu wyjaśnia, dlaczego sady metapoznawcze mogą być trafne. Jeśli ludzie mają dostęp do śladu pamięciowego i potrafią określić jego siłę, to przewidywania dotyczące prawdopodobieństwa wydobycia danej informacji powinny korelować z jej rzeczywistym opamiętaniem (Koriat, 2007). Zwraca się tu także uwagę na fenomenologiczny aspekt metapoznania, na przykład, na towarzyszące poczuciu „mam to na końcu języka” silne przekonanie o tym, że dane słowo jest przechowywane w pamięci.

Przedstawiciele drugiego poglądu na temat mechanizmów powstawania sądów metapoznawczych, zwanego hipotezą wykorzystania wskazówek, twierdzą, że sądy te mają naturę inferencyjną i są oparte na nieświadomych regułach lub heurystykach pozwalających na ocenę̨ prawdopodobieństwa późniejszego wydobycia lub rozpoznania jakiejś treści (Koriat, 1997). Na przykład studenci przygotowujący się do testu przewidują łatwość, z jaką przyswoją̨ sobie dany materiał, na podstawie przekonań dotyczących efektywności funkcjonowania swojej pamięci i zdolności uczenia się, a także na podstawie tych treści, które wydają im się̨ znajome (z którymi zetknęli się̨ wcześniej) oraz oczekiwanego formatu testu (Koriat, 1997). Wnioskowania metapoznawcze mogą̨ więc opierać się na ogólnej wiedzy na temat własnych procesów poznawczych i wcześniejszych doświadczeniach (theory-based monitoring, Koriat i Levy- Sadot, 2000).

U podstaw sądów metapoznawczych może także leżeć wnioskowanie oparte na doznaniach metapoznawczych (experience-based judgements, Koriat i Levy-Sadot, 2000; Metcalfe, 2000b). Na przykład poczucie posiadania wiedzy (FOK) może być oparte na tej części informacji, która jest dostępna i na odczuwanej łatwości z jaką można do niej dotrzeć (Koriat i Levy-Sadot, 2000). Metcalfe ze współpracownikami przeprowadziła badania, w których uczestnicy uczyli się par słów (Metcalfe i in., 1993). Okazało się, że wielokrotne powtarzanie jednego słowa z pary (tzw. wskazówki do wydobycia) powodowało wzrost poczucia znajomości wskazówki (familiarity) a co za tym idzie, pewności dotyczącej przyszłego odpamiętania powiązanego z nią̨ słowa, choć́ sama prezentacja wskazówki nie zwiększała prawdopodobieństwa wydobycia drugiego wyrazu. U podstaw fenomenologicznych aspektów metapoznania takich jak poczucie znajomości, może więc leżeć doznanie łatwości przetwarzania (feeling of ease, Schwarz, 2008), czyli płynność (fluency) z jaką można przetworzyć dany bodziec, wydobyć treści z pamięci czy wygenerować myśli (Koriat, 2007; Schwarz i Clore, 2006).