Der Kern von BRAINYOO besteht aus einem Abfragesystem (Lernalgorithmus) auf Basis der wissenschaftlich erprobten Lernkartei nach Sebastian Leitner. Erklärtes Ziel ist es, dem Lernenden das Wissen nicht nur bekannt zu machen, sondern auch so in seinem Langzeitgedächtnis zu verankern, dass die Inhalte auf den Punkt – beispielsweise zum Zeitpunkt einer Prüfung – sicher abgerufen werden können. Bei diesem Prozess des Auswendiglernens muss der Lernende jede Karteikarte mehrfach richtig beantwortet haben. Bei über fünf Stufen findet der Lerninhalt dabei den Weg ins Langzeitgedächtnis. Dazu werden innerhalb von BRAINYOO sechs Kästen aufsteigend nummeriert:
Die Karteikarten werden zunächst in den Kasten mit der niedrigsten Nummerierung einsortiert. Beantwortet der Benutzer eine vorgelegte Karteikarte richtig, wird sie in den nächst höher nummerierten Kasten verschoben. Beantwortet der Benutzer eine Karteikarte falsch, wandert sie wieder einen Kasten nach unten. Auf diesem System der Lernkartei wurden drei Lernmodi implementiert, die sich hinsichtlich der Abfragestrategie und Anwendung unterscheiden.