Для того щоб пізнати предмет, його необхідно спочатку розчленувати (думкою чи практично) на складові частини, а потім, вивчивши їх, знову об'єднати і скласти досить глибоке знання про нього. Ця мета досягається за допомогою аналізу і синтезу.
Аналіз - це розчленовування цілісного предмета на складові частини (сторони, ознаки, властивості) з метою їхнього усебічного вивчення.
Синтез - це з'єднання виділених частин (сторін, ознак, властивостей) предмета в єдине ціле.
Аналіз і синтез - найбільш прості і разом з тим універсальні прийоми пізнання, що лежать у фундаменті людського мислення.
Абстрагування є відволікання від ряду властивостей і відносин предмета в процесі його вивчення й одночасно виділення цікавлячих дослідника властивостей і відносин. У процесі абстрагування деякої властивості чи відносини ряду об'єктів створюється основа для їхнього об'єднання в єдиний клас. Так виникає загальна ознака ряду об'єктів. Узагальнення – це такий прийом мислення, у результаті якого встановлюються загальні властивості й ознаки об'єктів. У процесі узагальнення відбувається перехід від часткового до загального, від загального до всесвітнього.
У процесі наукового дослідження, спираючись на відоме, можна робити висновок про невідоме. Причому, можна при цьому йти або від окремих фактів до загального висновку або від загальних понять до окремих явищ. Такі форми логічного визначення називаються індукція і дедукція.
Індукція є побудова висновку на основі часткових посилок (від часткового до загального).
Дедукція - є побудова часткового на основі загального принципу (від загального до частки).
Вивчаючи властивості і відношення предмета, ми можемо виявити, що вони збігаються з багатьма властивостями і відносинами інших предметів. На цій підставі можна припустити, що й інші властивості і відносини можуть збігтися. Подібний хід міркувань складає основу аналогії.
Аналогія - це такий прийом пізнання, при якому на основі подібності об'єктів в одних ознаках роблять висновок і про подібність і інших ознак.
Аналогія, як форма мислення, лежить в основі моделювання. Моделювання - це вивчення об'єкта (оригіналу) шляхом створення і дослідження його копії (моделі), що заміщає оригінал з певних сторін, які цікавлять пізнання. Моделі, застосовувані в пізнанні, розділяють на матеріальні й ідеальні. Матеріальні моделі є природні об'єкти, ідеальні - фіксуються у визначеній знаковій системі.