Розрізняють емпіричний і теоретичний рівні наукового пізнання. Емпіричний (грец. empeiria — досвід) — це такий рівень знання, зміст якого в основному одержано з досвіду (із спостережень та експериментів), підданого деякій раціональній обробці, тобто сформульованого певною мовою. Характерною особливістю емпіричного пізнавального рівня є те, що він включає в себе безпосередній контакт дослідника з предметом за допомогою органів відчуттів або приладів, що їх доповнюють; дає знання зовнішніх, видимих зв'язків між явищами. Вершиною емпіричного пізнання є фіксація повторення явищ без пояснення причин. Емпіричні знання спираються на емпіричні факти й співвідношення, дані спостереження, показання приладів, записані в протокол, зведені в таблицю чи подані графічно тощо.
Теоретичне пізнання (грец. — розгляд, дослідження) — це пояснення підстав відтворення. Теоретичне знання має загальний і необхідний характер і містить відомості про внутрішні закономірності спостережуваних явищ. На цьому рівні ми одержуємо знання не тільки за допомогою досвіду, а й абстрактного мислення.
Теоретичне знання включає систему понять, суджень, абстракцій, часткові й загальні теорії. Перевага теоретичного знання полягає в тому, що воно дає розуміння суті загального закону і може передбачити майбутнє. Метафізичний підхід до розуміння емпіричного і теоретичного рівнів пізнання виявляється в запереченні єдності між ними або абсолютизації одного з них. Емпіричне пізнання може випереджати теоретичне, а теоретичне — емпіричне. Суперечності між емпіричним і теоретичним знанням вирішуються практикою, яка є основою пізнання і критерієм істини.
Студентам необхідно звернути увагу на засвоєння таких понять, як «факт», «спостереження», «експеримент», «абстракція», «ідеалізація» та ін.