מחקרי מחקר מראים שיש קשר בין משחק משחקי וידאו מסוימים לבין יכולות קבלת החלטות משופרות וגמישות קוגניטיבית. יש הבדל ניכר בין מבנה המוח של אנשים שמשחקים משחקי וידאו לעיתים קרובות לבין אלה שלא. משחקי וידאו מגדילים למעשה את נפח המוח באזורים האחראים לבקרת מיומנות מוטורית עדינה, להיווצרות זיכרונות ולתכנון אסטרטגי. משחקי וידאו עשויים למלא תפקיד טיפולי בטיפול במגוון הפרעות ומצבים מוחיים הנובעים מפגיעה מוחית.
מחקר של מכון מקס פלאנק להתפתחות אנושית ורפואה באוניברסיטת charité. הדוויג-קרנקנהאוס חשף כי משחק משחקי אסטרטגיה בזמן אמת, כמו סופר מריו 64, יכול להגדיל את המשחק החומר האפור של המוח. חומר אפור הוא שכבת המוח הידועה גם בשם קליפת המוח. קליפת המוח מכסה את החלק החיצוני של מוח מוח ו המוח הקטן. גידול בחומר האפור התגלה כימין היפוקמפוס, קליפת המוח הפרה-פרונטאלית הימנית, ומוח המוח של אלה ששיחקו משחקי אסטרטגיה. ההיפוקמפוס אחראי על גיבוש, ארגון ואחסון זיכרונות. זה גם מחבר בין רגשות וחושים, כמו ריח וצליל, לזכרונות. קליפת המוח הקדם-פרונטלית ממוקמת בתוך המוח אונה קדמית ומעורב בפונקציות הכוללות קבלת החלטות, פתרון בעיות, תכנון, מרצון
שריר תנועה ובקרת דחפים. המוח הקטן מכיל מאות מיליוני נוירונים לעיבוד נתונים. זה עוזר לבקרה על תיאום תנועה עדין, טונוס שרירים, שיווי משקל ושיווי משקל. עליות אלה בחומר האפור משפרות את התפקוד הקוגניטיבי באזורי מוח ספציפיים.מחקרים מצביעים גם על כך ששיחק מסוים משחקי וידאו יכול לשפר את תשומת הלב החזותית. רמת הקשב החזותית של האדם נשענת על יכולתו של המוח לעבד מידע חזותי רלוונטי ולדכא מידע לא רלוונטי. במחקרים, גיימרים בווידיאו מציגים באופן עקבי את מקביליהם שאינם גיימרים בעת ביצוע משימות הקשורות לתשומת לב חזותית. חשוב לציין כי סוג משחק הווידיאו שמשוחק הוא גורם משמעותי בכל הנוגע לשיפור הקשב החזותי. משחקים כמו Halo, הדורשים תגובות מהירות והתייחסות חלוקה למידע חזותי, מגבירים את תשומת הלב החזותית, בעוד סוגים אחרים של משחקים אינם עושים זאת. כאשר אימנו גיימרים שאינם וידאו עם משחקי וידאו פעולה, אנשים אלה הראו שיפור בתשומת לב חזותית. ההערכה היא כי במשחקי פעולה יכולות להיות יישומים באימונים צבאיים ובטיפולים טיפוליים ללקויות ראייה מסוימות.
משחק משחקי וידאו הוא לא רק לילדים ומבוגרים צעירים. נמצא כי משחקי וידאו משפרים את התפקוד הקוגניטיבי בקרב מבוגרים. שיפורים קוגניטיביים אלו בזיכרון ובתשומת לב לא היו מועילים, אלא גם נמשכו. לאחר אימונים עם משחק וידאו תלת מימדי שתוכנן במיוחד לשיפור הביצועים הקוגניטיביים, ה- 60 עד אנשים בני 85 שנים במחקר ביצעו טוב יותר מאשר אנשים בני 20 עד 30 ששיחקו את המשחק עבורם פעם ראשונה. מחקרים כמו זה מצביעים על כך שמשחק משחקי וידאו יכול להפוך חלק מהירידה הקוגניטיבית הקשורה לגידול מוגבר.
בעוד שמחקרים מסוימים מדגישים את היתרונות החיוביים של משחק משחקי וידאו, אחרים מצביעים על כמה מההיבטים השליליים הפוטנציאליים שלו. מחקר שפורסם בגיליון מיוחד של כתב העת סקירה של הפסיכולוגיה הכללית מעיד על כך שמשחקי משחקי וידאו אלימים הופכים את המתבגרים לאגרסיביים יותר. תלוי בתכונות אישיות מסוימות, משחק במשחקים אלימים יכול לעורר תוקפנות בקרב בני נוער מסוימים. בני נוער שנסערים, מדוכאים בקלות, דואגים מעט לאחרים, מפרים חוקים ופועלים ללא חשיבה מושפעים יותר ממשחקים אלימים מאשר אלה עם תכונות אישיות אחרות. ביטוי אישיות הוא פונקציה של אונה קדמית של המוח. לדברי כריסטופר ג'. פרגוסון, עורך אורח בנושא, משחקי וידיאו "אינם מזיקים לרוב המוחלט של הילדים אך מזיקים למיעוט קטן עם אישיות קיימת או בעיות בריאות נפשיות. "לבני נוער נוירוטיים מאוד, פחות נעימים ופחות מצפוניים יש נטייה גבוהה יותר להיפגע שלילית מווידיאו אלים משחקים.
מחקרים אחרים מראים כי עבור מרבית הגיימרים, התוקפנות אינה קשורה לתכני וידיאו אלימים אלא לתחושות כישלון ותסכול. מחקר ב כתב העת לאישיות ופסיכולוגיה חברתית הוכיח כי כישלון שליטה במשחק הביא לתצוגות של תוקפנות אצל שחקנים ללא קשר לתוכן הווידיאו. החוקרים ציינו שמשחקים כמו טטריס או קנדי קראש יכולים לעורר תוקפנות לא פחות ממשחקים אלימים כמו World of Warcraft או Grand Theft Auto.