Будь-яке знання є поєднанням двох протилежних сторін – чуттєвого та раціонального знань.
Чуттєве пізнання (живе споглядання) здійснюється за допомогою органів чуття – зору, слуху, дотику та ін., які щодо людини є продуктами не тільки біологічної еволюції, а й всесвітньої історії. Живе споглядання як момент чуттєво-предметної діяльності здійснюється у трьох головних взаємопов'язаних формах. Це – відчуття, сприйняття та уявлення.
Відчуття – відображення у свідомості людини певних сторін, якостей предметів, які безпосередньо діють на органи чуття.
Сприйняття – цілісний образ предмета, безпосередньо даний у живому спогляданні в сукупності всіх його сторін, синтез певних окремих відчуттів.
Уявлення – узагальнений чуттєво-наочний образ предмета, який справляв вплив на органи чуття в минулому, але вже не сприймається зараз.
Раціональне пізнання найбільш повно й адекватно виражене в мисленні.
Мислення – активний процес узагальнення й опосередкованого відображення дійсності, який забезпечує розгортання на основі чуттєвих даних закономірних зв'язків цієї дійсності та вираження їх у системах понять.
Зважаючи на давню філософську традицію, яка сягає античності, виділяють два основні рівні мислення – розсудок і розум.
Розсудок – початковий рівень мислення, де оперування абстракціями відбувається в межах певної незмінної, наперед заданої схеми.
Розум – вищий рівень раціонального пізнання, якому властиві творче оперування абстракціями та рефлексією, спрямованість на усвідомлення власних форм та передумов, самопізнання.
Основою форм мислення (логічних форм) є поняття, судження та умовивід, на основі яких вибудовуються складніші форми.
Поняття – форма мислення, яка відображає загальні історичні зв'язки, сутнісні ознаки явищ, поданих у їх визначеннях.
Судження – форма мислення, яка відображає явища, процеси дійсності, їх зв'язки.
З понять та суджень складається умовивід, який є рухом від одних понять до інших і відображає процес отримання нових результатів у пізнанні. Умовивід — форма мислення, завдяки якій з попередньо здобутого знання з одного чи декількох суджень виводиться нове знання теж у вигляді судження.
Наукове пізнання – це процес (система знань), який розвивається і охоплює два рівні – емпіричний та теоретичний. На емпіричному рівні переважає живе споглядання – чуттєве пізнання. Раціональний момент та його форми (поняття, судження) хоча й присутні, але підпорядковані чуттєвості.
Теоретичному рівню наукового пізнання властиве переважання раціонального моменту – понять, теорій, законів та інших форм, пов'язаних з діяльністю мислення. Живе споглядання при цьому не заперечується, але стає підпорядкованим. Прагнучи істинного знання, теоретичне пізнання користується такими пізнавальними засобами, як абстрагування (відхід від певних якостей та відношень речей), ідеалізація (процес створення суто мислительних речей та предметів), синтезу (поєднання в систему набутих у результаті аналізу елементів), дедукція (рух пізнання від загального до окремого, сходження від абстрактного до конкретного тощо).
Структурними компонентами теоретичного пізнання є проблема, гіпотеза, теорія, які є вузловими ланками побудови й розвитку знання на вищому, теоретичному рівні.
Проблема – форма знання, змістом якої є те, що не пізнане людиною, але потребує свого пізнання.
Гіпотеза – форма знання, основою якого є передбачення, сформульоване за допомогою певних фактів, але це знання є невизначеним і потребує доведення.
Теорія – найрозвинутіша форма наукового знання, яка дає цілісне, системне відображення закономірних та сутнісних зв'язків певної сфери дійсності.
Теоріями є класична механіка Ньютона, еволюційна теорія Ч. Дарвіна, теорія відносності А. Ейнштейна, теорія цілісних систем, що самовпорядковуються (синергетика) тощо. Важливим елементом теорії є закон. Теорію певним чином можна розглядати як систему законів, що відображають сутність досліджуваного об'єкта. Закон – об'єктивний, істотний, необхідний, сталий зв'язок або відношення між явищами.