Некоторые критики приписывают атеистам мнение, что мир полностью познаваем. Ричард Докинз считает, что атеизм не заявляет о полной познаваемости мира, и атеисты, как правило, не придерживаются этой точки зрения/ К тому же некоторые исследования в области теории систем и формальной логики (см. «Новый ум короля» Пенроуза и теоремы Гёделя о неполноте) ставят под сомнение возможность рационального объяснения всех процессов в мире.
Отсюда некоторые критики делают вывод, что в таком случае атеисты не могут отрицать существование сверхъестественных сил, так как для этого требуется исследовать весь мир целиком. Отвечая на такую критику, атеисты ссылаются на применение к сверхъестественным силам общих методологических принципов научного познания: бритвы Оккама, согласно которой не следует умножать сущности без необходимости, и критерия Поппера, согласно которому недоказанная сущность не принимается во внимание («бремя доказательства лежит на утверждающем»). Для иллюстрации этих принципов часто используются воображаемые объекты наподобие чайника Рассела или макаронного монстра, доказать несуществование которых также невозможно.