Hai lý thuyết chính đằng sau hiệu ứng Stroop là lý thuyết tốc độ xử lý và lý thuyết chú ý có chọn lọc. Các lý thuyết khác bao gồm giả thuyết tính tự động, lý thuyết nút cổ chai và lý thuyết xử lý phân tán song song.
Hiệu ứng Stroop là sự can thiệp vào não khi nó nhận được thông tin mâu thuẫn. Hiệu quả được thể hiện bằng cách yêu cầu đối tượng đọc các từ màu được viết bằng các màu khác nhau. Khi đối tượng được yêu cầu gọi tên màu sắc thay vì đọc từ, hiệu ứng Stroop cho thấy thời gian phản ứng giảm xuống.
Tốc độ xử lý lý thuyết nói rằng con người đọc từ nhanh hơn nhận biết màu sắc. Lý thuyết là con người học được rằng các từ quan trọng hơn nhận dạng màu sắc, vì vậy não sẽ tự động đọc từ đó trước. Khi các đối tượng được yêu cầu đặt tên cho màu sắc thay vào đó, sẽ có sự chậm trễ trong phản hồi.
Lý thuyết về sự chú ý có chọn lọc cho rằng não cần nhiều thông tin hơn để xác định một màu sắc hơn là đọc một từ. Lý thuyết này đưa ra giả thuyết rằng việc đọc các từ là tự động, vì vậy não sẽ thực hiện nó một cách tự nhiên trước tiên.
Giả thuyết về tính tự động, tương tự như lý thuyết về sự chú ý có chọn lọc, đưa ra giả thuyết rằng việc đọc các từ là tự động nhưng nhận dạng màu sắc thì không. Lý thuyết nút cổ chai đề xuất não xử lý các loại thông tin một cách tự động. Khi các đối tượng được yêu cầu xác định màu sắc, nó sẽ làm gián đoạn quá trình xử lý tự động đó. Lý thuyết xử lý phân tán song song khẳng định thông tin khác nhau được xử lý thông qua các luồng khác nhau trong não. Nếu hai luồng được kích hoạt đồng thời, luồng mạnh hơn sẽ xử lý trước luồng yếu hơn.
