Les deux théories principales derrière l'effet Stroop sont la théorie de la vitesse de traitement et la théorie de l'attention sélective. D'autres théories incluent l'hypothèse de l'automaticité, la théorie du goulot d'étranglement et la théorie du traitement distribué parallèle.
L'effet Stroop est l'interférence dans le cerveau lorsqu'il reçoit des informations contradictoires. L'effet est démontré en demandant aux sujets de lire des mots de couleur écrits dans différentes couleurs. Lorsqu'on demande aux sujets de nommer la couleur plutôt que de lire le mot, l'effet Stroop démontre que le temps de réaction diminue.
La théorie de la vitesse de traitement indique que les humains lisent les mots plus rapidement qu'ils ne reconnaissent les couleurs. La théorie est que les humains apprennent que les mots sont plus importants que l'identification des couleurs, de sorte que le cerveau lit automatiquement le mot en premier. Lorsque les sujets sont invités à nommer la couleur à la place, il y a un délai de réponse.
La théorie de l'attention sélective affirme que le cerveau a besoin de plus d'informations pour identifier une couleur que pour lire un mot. Cette théorie suppose que la lecture des mots est automatique, donc le cerveau le fait naturellement en premier.
L'hypothèse de l'automaticité, qui est similaire à la théorie de l'attention sélective, théorise que la lecture des mots est automatisée mais pas l'identité de couleur. La théorie du goulot d'étranglement propose que le cerveau traite automatiquement les types d'informations. Lorsqu'on demande aux sujets d'identifier la couleur, cela perturbe ce flux de traitement automatique. La théorie du traitement distribué parallèle affirme que différentes informations sont traitées par différents flux dans le cerveau. Si deux flux sont activés simultanément, le flux le plus fort, en lecture, traite avant le flux le plus faible.