常用的创新性思维有逆向思维、侧向思维、求异思维、类比思维、综合（集中）思维、发散（扩散）思维、顿悟（灵感）思维等方式。
1、逆向思维
小学时都学过“司马光砸缸”的故事。小孩落水会淹死，要救出落入水缸的小孩，常规方法是把人拉出水面。把一个小孩拉出水缸，对大人来说不成问题，但对还是少年的司马光来说却不是一件容易的事，弄不好自己还可能被对方拉下水。司马光考虑的不是常人想的“人离水能活”这一条方法，而是反过来“水离人，人也能活”这种思维方法，结果砸破水缸救出小孩，这就是一种逆向思维。
逆向思维可分为功能反转、结构反转、因果反转、状态反转等几种。从已有事物的相反功能去设想和寻求解决问题的新途径，获得新的创造发明的思维方式即为功能反转。从已有事物的相反结构形式去设想和寻求解决问题的新途径的创造性思维方式属结构反转。如一般的门锁锁舌有斜口，这样关门比较方便，但却容易通过塞入硬片等方法把门撬开，防盗功能差，有人把门框上锁孔内侧焊个斜片，将锁舌改成方形，这样从结构上与原锁反转，关门照样方便，但由外往里撬门，由于锁舌是方形的就不易被撬开了，从而使防盗性能大大增加。
2、侧向思维
侧向思维与逆向思维一样，都是相对常规思维活动而言的。它们的区别在于：逆向思维在许多场合表现为与他人的思维方向相反，但轨迹一致，而侧向思维不仅在方向上，而且在轨迹上也有所不同，偏重于另辟溪径。
侧向思维是摆脱常规思维方式或习惯思维（思维定势）的束缚，换一种新的观察角度来思考。新的视角应是不引人注目的侧路。有这样一个故事，一人想过河，便大声问那些老大会不会游泳，会游泳的船老大都围了过来，只有一位在原地不动，他便过去问那人水性好不好。“对不起，我不会游泳！”，“好，我坐你的船！”。我们不禁要问，为什么要乘不会游泳的船老大船呢？原来，船老大不会游泳，出于本能自然是小心划船，反而比较安全。这人就是运用了侧向思维。
3、求异思维
善于“标新立异”是发明家的共同之处。这就需要我们有一种求异思维，在常人习以为常的工具、用具、方法中标新立异，创出新品。求异思维的关键在于不受任何框架、任何模式的约束，能够突破、跳出传统观念和习惯势力的禁锢，从新的角度认识问题，以新的思路、新的方法创造人类前所未有的更好、更美的东西。日常所说的“出奇制胜”，就是求异思维，使“圆变方，纵变横，平面变立体，飞机入水，船上天”。例如手机制造，屏幕越来越大、功能越来越强，成本越来越高。有厂家推出功能减少、使用方便、价格低廉的手机，就是求异思维的结果。
4、类比思维
类比思维是一种逻辑思维方式，人们通过类比已有事物开启创造未知事物的发明思路。它把己有的事和物与一些表面看来与之毫不相于的事和物联系起来，寻找创新的目标和解决的方法。常见的方式有：形式类比、功能类比和幻想类比等多种类型。如由鸟的飞行运动制成了飞机。飞机高速飞行时机翼产生强烈振动，有人根据蜻蜒羽翅的减振结构设计了飞机的减振装置。这些是形式类比。功能类比是根据人们的某种愿望或需要类比某种自然物或人工物的功能，提出创造具有近似功能的新装置的方法，这种方法特别在仿生学研究上有广泛应用，例如鳄鱼夹、各种机械手等。
培根有句名言：“类比联想支配发明”。培根把类比思维和联想紧密相联，有类比更需要联想，不论是寻找创造目标，还是寻找解决方法都离不开联想的作用。要用好类比思维，应该提高联想能力，特别是掌握相似联想，是用好这一思维的重要条件。
5、综合思维
学习物理我们知道，不同方向的力能够产生合力。在发明创造中，同样可以把几个不同的主意融合起来，取其长处、相互补充、组合起来，用以解决一个难题或者完成一件作品，这就是综合思维，又称集中思维。
综合思维可以综合多种方法，对原理、设计、结构进行合理改进、互补、综合，达到理想目标。近年来普遍使用的“头脑风暴法”（也称为脑力激荡法）和之前常说的“诸葛亮会议”、“三个臭皮匠、抵个诸葛亮”等就是这种思维的具体应用。
6、发散思维
围绕一个问题，突破常规思维的束缚，沿不同方向去思考、探索，寻求解决这一问题的各种可能性，由一点到多点的思维形式就叫做发散思维，又称扩散思维、多向思维、辐射思维。通常人们考虑问题，总是由提出问题的起点到解决问题的终点，喜欢按一条思路进行，走不通就打住，问题被搁置。也许，换一个思路从多个不同角度去考虑就很容易能够解决问题。思维扩散的范围愈广，产生的设想愈多，解决问题的可能性就愈大。
发散思维的常用操作方式有：材料发散，就是用某种材料为基点，设想它的多种用途，并对材料的各种专用特性进行研究、改进，达到要求的目标；功能扩散，以某种事物的功能为扩散中心，设想这种功能的其他用途；形态扩散，以某种事物形态（颜色、形状、声音、气味等）为扩散中心设想出能被利用的各种可能性。发散思维与综合思维不同，综合思维由多点集中到一点，而发散思维是由一点扩散到多点。
