Die theoretischen Grundlagen des Ansatzes "Denken lernen mit Geographie" liegen in der Denkpsychologie (Funke 2006) und der moderat-konstruktivistischen Lerntheorie (Reinmann & Mandl 2006) und werden im Vankan/Rohwer/Schuler (2007) ausführlich erläutert. Vor diesem Hintergrund lassen sich didaktische Leitlinien für die Lernmethoden ableiten, die als charakteristische Merkmale diesen Ansatz prägen:

• Vorstrukturierte Offenheit und Scaffolding: Die Lernmethoden sind offen hinsichtlich der Lösungswege und meist auch hinsichtlich der möglichen Ergebnisse. Sie sind jedoch geschlossen hinsichtlich der methodischen Durchführung und der Materialien. In den Materialien sind wesentliche Inhaltsaspekte bereits vorstrukturiert enthalten.
• Herausfordernde Problemstellungen: Im Sinne des problemorientierten Unterrichts stellen die Aufgaben eine Herausforderung dar, die nur durch eine gewisse kognitive Anstrengung gut zu meistern ist. Zugleich entsteht dabei ein Spannungsbogen, der zu einer erhöhten Arbeitsmotivation und mehr Spaß am Geographieunterricht führt.
• Fachbezug zu geographischen Inhalten: Die Lernmethoden sind stets an geographische Fachinhalte gebunden. Sie unterscheiden sich damit deutlich von reinen Lern- oder Denkübungen, die als Methodentrainings mit beliebigen Inhalten konzipiert sind. Die Aufgaben enthalten immer einen geographisch relevanten, möglichst authentischen Kontext. Geographische und übergeordnete Denkstrategien werden durch ihre Anwendung in geographischen Problemstellungen gefördert.  
• Aktivierung und Integration des Alltagswissens der Schüler: Bei den Lernmethoden greifen Schüler explizit auch auf ihr Alltagswissen zurück und verknüpfen dies mit fachlichem, im Unterricht gelerntem Wissen. Auch umgekehrt wird durch die Anwendung des zuvor gelernten Fachwissens in alltagsnahen Kontexten nachhaltiger gelernt und die Entstehung von trägem Wissen vermieden.
• Orientierung an Schlüsselkonzepten des Denkens: Mit der Förderung geographischer Denkstrategien ist auch die Förderung der übergeordneten Schlüsselkonzepte des Denkens verbunden, an denen sich alle Lernmethoden orientieren.
• Flexible Einsetzbarkeit durch inhaltliche und methodische Anpassungsmöglichkeiten: Die Lernmethoden und Aufgabenbeispiele sind so konstruiert und formuliert, dass sie sehr flexibel einsetzbar sind – sowohl in Bezug auf das Lernniveau (Alter, Vorwissen etc.) als auch hinsichtlich des didaktischen Ortes im Unterricht (z.B. Einstiegs-, Übungs- oder Transferphase). Zudem können sie leicht an die eigenen Bedürfnisse angepasst werden – inhaltlich wie methodisch.

• Kooperatives Lernen: Die meisten Lernmethoden sind für die Arbeit in Kleingruppen entworfen und fordern von den Schülern die Erarbeitung einer gemeinsamen Lösung. Da es meist unterschiedliche Lösungswege und Lösungsstrategien gibt, regen sich die Schüler so gegenseitig zum Denken an. In der Auseinandersetzung mit anderen lernen sie, ihre eigenen Ideen gut zu begründen sowie fremde Perspektiven zu verstehen. Zudem ist das kooperative Lernen ein Grundpfeiler der Binnendifferenzierung.  
• Selbstgesteuertes, schülerzentriertes Lernen: Die Schüler arbeiten aktiv und selbstständig an den einzelnen Denkaufgaben. Die Rolle des Lehrers beschränkt sich weitgehend auf eine beratende Rolle und auf die Moderation der Nachbesprechung.
• Binnendifferenzierung über individuelle Bearbeitungsniveaus: Da es in der Regel keine feststehenden und eindeutig vorgezeichneten Lösungen gibt, lassen sich die einzelnen Denkaufgaben auf sehr unterschiedlichen Niveaustufen bearbeiten. Auch schwächere oder jüngere Schüler können zu einer Lösung kommen.
• Metakognitives Lernen: Die Reflexion des eigenen Denkens und der eigenen Vorgehensweise in der Nachbesprechung gehört zu den besonders wichtigen Elementen bei diesen Lernmethoden. Da die Kleingruppen meist sehr unterschiedlich vorgegangen sind, kann aus dem Vergleich der Denk- und Lösungsstrategien viel gelernt werden. Dies erfordert aber eine geschickte Moderation des Lehrers. Dabei kommt es darauf an, dass sich die Schüler ihr eigenes Denken, Handeln und Argumentieren bewusst machen. Mit etwas Übung können die Schüler dann bereits während des Arbeitens auf die metakognitive Ebene umschalten, indem sie ihr Vorgehen selbstkritisch überprüfen, überdenken und ggf. eine alternative Lösungsstrategie verfolgen. Das Ziel ist es, Problemlösungen weniger impulsiv anzugehen und bewusst eine geeignete Strategie zu entwickeln.