עומס קוגניטיבי מתייחס להיקף המשאבים המנטליים, כגון קשב, זיכרון ועיבוד (Cognitive Processing), שנדרשים ממשתמש כדי להתמצא בממשק ולבצע בהצלחה את הפעולה שנדרשת ממנו. עומס קוגניטיבי גבוה ידרוש מהמשתמש יותר משאבים מנטליים ועשוי להתבטא ברגשות בלבול ותסכול, ולפגוע בשמישות. כדי ליצור חוויית משתמש טובה מומלץ להפחית עומס קוגניטיבי באמצעות הימנעות מגירויים מיותרים ושיפור הסריקות של הממשק.
