«Penso-te» é um uso correto, que tem o seu devido contexto, quando o verbo significa «julgar» ou «imaginar».

O verbo pensar tem muitas vezes associada a preposição em, conforme o esquema «penso em alguma coisa/alguém», o que legitima uma frase como «penso em ti». Contudo, quando pensar ocorre com complemento direto («pensar alguma coisa») parece dificultada a realização de tal complemento, quando este tem por por núcleo um substantivo ou um pronome pessoal que façam referência a entidades concretas animadas (animais ou pessoas, às quais é comum o traço semântico [+animado]). É, pois, estranho, se não mesmo inaceitável, que se diga «penso o cão», «penso o João», ou, com pronome pessoal, «penso-te».

Regista-se, porém, a possibilidade de pensar equivaler a «julgar» ou «imaginar», numa aceção que torna este verbo compatível com um complemento direto realizado por uma expressão nominal com o traço semântico [+animado], desde que seguida de um predicativo do complemento direto (complemento direto sublinhado e o seu predicativo em negrito): «pensei o cão cheio de fome» (mesmo neste caso, a intuição linguística pode levar à rejeição da frase), «pensas o João dececionado», «pensava-te no Porto». Esta possibilidade é equivalente a pensar seguido de uma oração com o verbo num tempo finito: «pensei que o cão estava/estivesse cheio de fome»; «pensas que o João está dececionado»; «pensava que tu estavas no porto».

O emprego de pensar com complemento direto + predicativo do complemento direto  não é desconhecido dos dicionários de verbos, como é o caso do Dicionário Sintático de Verbos Portugueses (Coimbra, Livraria Almedina, 1995), de Winfried Busse, que apresenta a seguintes abonações (complemento direto sublinhado e o seu predicativo em negrito):

1. «Vi esse homem uma vez e nunca o pensei tão rico!»

2. «Eu sempre o pensei em Londres.»

3. «Ele pensa-se um grande mestre.»

4. «Eu sempre me pensei em Londres.»

Os exemplos 1 e 2 ilustram o uso do verbo pensar com complemento direto e predicativo do complemento direto. As frases 3 e 4 atestam a ocorrência deste verbo como verbo pronominal reflexo («pensa-se», «pensei-me») seguido de um predicativo do complemento direto.