Ce chapitre de synthèse prend position sur la nature des relations entre classes, relations et nombres. Piaget y montre comment les mécanismes communs de colligation, de sériation et de correspondance qui tous interviennent dans la constitution des classes, des relations (asymétriques) et des nombres se différencient en tant qu'ils composent soit des classes, soit des relations, soit des nombres. Selon que l'activité de pensée privilégie les qualités communes, ou au contraire la graduation (sans unité homogène) de ces qualités, ou bien enfin la quantification (au moyen d'unités homogènes) de cette graduation, il en résulte des classes, des relations (asymétriques qualitatives) ou des nombres. Cette analyse permet à Piaget de montrer les parentés et les différences entre les groupements d'opérations logiques et le groupe(ment) arithmétique, et de proposer une solution originale face au réductionnisme logique de Russell et à l'intuitionnisme de Poincaré qui insistait sur l'irréductibilité du nombre à la classe.

Piaget discute également dans ce chapitre la question de la fécondité et de la nécessité de la pensée logico-mathématique: la non-contradiction de cette pensée réside dans la "réversibilité des opérations qui la composent" et qui, en outre, assurent sa fécondité (p. 271; concernant la réversibilité, Piaget renvoie à son ouvrage de 1924 sur Le jugement et le raisonnement chez l'enfant, JP24_0). L'analyse qu'il propose des groupements de classes, de relations et de nombres révèle les raisons pour lesquelles les groupements de relations (asymétriques) sont plus féconds, plus riches en compositions, que les groupements de classes, et par ailleurs moins féconds que les compositions numériques.