הטיפול הקוגניטיבי התנהגותי מבוסס על השילוב בין עקרונות הטיפול הקוגניטיבי והטיפול ההתנהגותי. הטיפול מבוסס על הרעיון לנסות ליצור שינוי בדפוסי החשיבה (הקוגניציה) במקביל לשינוי דרכי הפעולה (התנהגות). טיפול מסוג זה מתמקד בקשיים, במצוקות, ובדפוסי חשיבה והתנהגות בעייתיים הגורמים להפרעות רגשיות. במהלך הטיפול, המטופל לומד לזהות את דפוסי החשיבה הבעייתיים ולומד איך להמיר אותם למחשבות יותר מסתגלות. במקביל המטופל לומד לזהות דפוסי התנהגות מזיקים ואופן החלפתן בדפוסי התנהגות חדשים.
יתרונו המרכזי של הטיפול הקוגניטיבי ההתנהגותי הוא היותו טיפול קצר-מועד (8-16 פגישות, בממוצע) וממוקד בעיה, אשר שם דגש רב על שיפור מידי של הסימפטומים. עם זאת חשוב לזכור כי טיפול מסוג זה דורש אקטיביות רבה מצד המטופל, שעליו לבצע "שיעורי בית" הניתנים לו, כאשר חלק ניכר מהעבודה נעשית על ידיו במהלך השבוע, מחוץ לפגישות עם המטפל, ולכן דורש מוטיבציה גבוהה ויכולת התמדה.
הטיפול הקוגניטיבי התנהגותי הוכח מחקרית כיעיל במגוון רחב של הפרעות, ביניהן: דיכאון, הפרעות חרדה, הפרעות אכילה, הפרעות פוסט-טראומטיות, וקשיים בינאישיים.