根据日常经验可知，绵延而连续的物理时间和离散、分段的心理时间往往存在很大的差异。概括而言，时距知觉的加工可以用自上而下机制和自下而上机制及其交互作用来解释。就时间知觉而言，由于时间信息必然负载于具体的非时间信息之上，则时间知觉中的自下而上机制主要指具体刺激的物理属性。注意等认知因素也会对时距知觉产生自上而下的影响。同时，有机体的生物属性等内部变量也会对时距知觉产生影响。心理时间区别于物理时间的影响因素包括：
（1）刺激的物理性质。刺激的类型、复杂度、强度、呈现时间、感觉道类别和个数等刺激或情境性质会极大地影响时距知觉。已有的研究发现：较强的刺激比不太强的刺激显得时间长些；被分段的时距比空白的时距显得长些；延伸于两个空间上的时距比延伸于一个空间上的时距显得长些；信息编码复杂的时距比信息编码简单的时距显得长些；不熟悉刺激的时距比熟悉刺激的时距显得长些。
（2）内部变量。早期的时间知觉理论基于生物钟假设，将时距知觉解释为节拍器（生物钟）发放脉冲，累加器记录脉冲数量并通过比较机制得出时距估计的过程。研究者试图辨明刺激属性和心理反映间的一般联系，也尝试建立了类似于史蒂文斯定律、韦伯定律这样的心理物理法则，被认为是时间知觉研究的生物取向。其代表性成果梯度期望理论迄今仍有一定影响。根据该取向，凡可能对生物钟工作频率产生影响的机体变量都是时距知觉的变异源。如发现体温、年龄增加会导致高估时间；女性倾向于高估短时间和低估长时间，男性则相反；其他如药物注射、智商、疲劳、脑损伤、异常的精神状态都会对时距知觉产生影响。
（3）认知因素。随着认知科学的兴起，注意、记忆、情绪、动机和倾向、学习、认知能力、经验、社会环境甚至人格、文化等认知因素对时间知觉的影响日益成为研究的焦点。由此产生的研究取向被称为认知取向。其代表性成果注意闸门模型强调注意在时间知觉任务中对时间信息和非时间信息起着分配资源的“开关”作用。该理论可以很好地解释时间错觉现象，即对持续时间的注意会使知觉到的时距变长。