儿童发育心理学家指出，同情心实际上包括两个方面：对他人的情感反应和认知反应。前者一般在孩子6岁之前发育成熟，后者决定较大孩子理解他人观点和感情的深浅程度。
婴儿1岁前就有对别人的情感反应。如果旁边有孩子哭，婴儿会不断地转向他，并时时随之一起哭。儿童发育心理学家马丁·霍夫曼把这种现象称为“全球同情心”，因为这时孩子还不能区分自己和世界，因而把别的孩子的痛苦视同自己的。一至两岁时，进入同情心发育的第二个阶段，孩子能清楚地分辨自己和他人的痛苦，并且具备了试图减轻他人痛苦的本能。由于认知能力不成熟，不知道该如何做才好，因而导致了同情心混乱状态。下面的例子形象地说明了这一现象。
当玩伴梅拉妮突然大哭时，莎拉便陷入同情心混乱状态。刚开始，莎拉自己似乎马上就要哭了，但她没有哭出来，而是放下手中的积木，转身轻拍梅拉妮。
梅拉妮的母亲跑过来，把女儿抱在怀里安慰着，而这反使梅拉妮哭得更厉害。莎拉看到梅拉妮仍很痛苦，但有人照顾她，因此便轻轻地抚摸梅拉妮母亲的胳膊。梅拉妮母亲发现孩子的裤子湿了，便抱着她离开了房间，留下莎拉一个人。莎拉显然对这种结果不满意，于是抱起玩具熊轻拍着，还不时拍拍自己的胳膊。
有的孩子似乎天生比别的孩子更富同情心。心理学家拉德克-雅罗和扎恩-瓦克斯勒在对蹒跚学步时的儿童进行研究后发现，有的孩子在看到同伴遭受痛苦时，表现出同情心，并想提供直接的帮助，而有的只是旁观，仅仅表示出兴趣而非关心。另外还有孩子对同伴的痛苦则显示出负面反应，离开甚至辱骂或殴打哭泣的同伴。随着感性和认知能力的成熟，孩子们渐渐能区分他人精神痛苦的不同表现了，并能用行为表达自己的关心。
6岁时，孩子开始了同情心发育的认知反应阶段，具备了根据别人的想法和行为来看待问题的能力。这种能力使得孩子们知道什么时候该去安慰正哭泣的同伴，什么时候该让他独处。认知同情心无需交流（如哭泣等），因为他们内心明白痛苦时的感受，无论这种感受是否表现出来。
以8岁的凯文为例。当他妈妈正在商店购买晚饭食品时，他决定到商店外面去。这时他看到一位妇女，大约与他奶奶年龄相仿，提着满满的一包东西走向门口。出于本能，他紧走几步，替老奶奶打开了门，老奶奶对他的体贴抱以热情的感谢。
不一会儿，一位年轻的母亲走过来了。她一手抱着婴儿，一手提着购物袋。凯文再次敏捷地打开了大门，又得到真诚的感谢。后来，又走过来一位头戴画家帽、手端咖啡的男人、一位老年妇女、两个边走边聊的少年，凯文为他们每个人开门，得到每个人的感谢。凯文可以想象这些人心里的感受（即使他们都没有说出来），并做出适当反应。他是在运用他的同情心的认知反应能力。
到10至12岁时，孩子们的同情心从认识的或直接看到的人身上扩展到陌生人身上。这阶段被称作抽象同情心阶段。孩子们对处于劣势的人，无论是否生活在同一社区或同一家庭，都能表示同情。如果孩子对他人表现出仁慈和无私，那么我们就可以说他们已经完全掌握情商中的同情心技能了。