До методів теоретичного рівня наукового пізнання, як уже зазначалося, належать: аксіоматичний, гіпотетико-дедуктивний, метод сходження від абстрактного до конкретного та єдності логічного й історичного.

Аксіоматичний метод — це метод теоретичного дослідження та побудови наукової теорії, за яким деякі її твердження приймаються як вихідні аксіоми, а всі інші положення виводяться з них шляхом міркування за певними логічними правилами. Аксіоматичний метод широко застосовувався ще в античності, зокрема Платоном та Арістотелем, а остаточне утвердження пов'язують з появою "Начал" Евкліда. Прикладом аксіоматичного підходу до побудови теоретичного знання може бути теорія відносності А.Енштейна.

До системи знання, яка будується на основі аксіоматичного методу, ставляться такі вимоги: 1) вимога несуперечливості, згідно з якою у системі аксіом не може бути однозначно виведене будь-яке положення разом з його запереченням; 2) вимога повноти, за якою будь-яке положення, яке можливо сформулювати в даній системі аксіом, можна і довести або заперечити в даній системі; 3) вимога незалежності аксіом, за якою будь-яка аксіома не має виводитися з інших аксіом системи.

Досить цікавою і складною є проблема істинності аксіоматичне побудованого знання. Необхідною умовою його істинності є внутрішня несуперечливість. Але вона свідчить лише про те, що теорія правильно побудована, а не про те, що вона істинна. Аксіоматичне побудована теорія може бути істинною лише в тому випадку, коли істинні і самі аксіоми, і ті правила, за допомогою яких одержані всі решта положень теорії. Аксіоматичний метод сприяє: 1) точному визначенню наукових понять та відповідному вживанню їх; 2) точному та чіткому міркуванню; 3) упорядкуванню знання, виключенню з нього зайвих елементів, усуненню двозначностей та суперечностей. Аксіоматичний метод всебічно раціоналізує побудову та організацію наукової теорії, наукового знання в цілому.

Гіпотетико-дедуктивний метод — це метод наукового дослідження, який полягає у висуванні гіпотез про причини досліджуваних явищ і у виведенні з цих гіпотез висновків шляхом дедукції. Якщо одержані результати відповідають усім фактам, даним у гіпотезі, то ця гіпотеза визнається достовірним знанням. Гіпотетико-дедуктивний метод є важливою складовою частиною методології наукового пізнання, він дає змогу перевірити будь-яку наукову гіпотезу в складі гіпотетико-дедуктивної теорії. Щоб краще уявити сутність гіпотетико-дедуктивного методу, розглянемо його структуру. Першим його етапом є знайомство з емпіричним матеріалом, який необхідно пояснити за допомогою вже діючих у науці законів та теорій. Якщо таких законів і теорій немає, вчений переходить до другого етапу: висування різних пояснювальних припущень про причини та закономірності досліджуваних явищ. Третій етап — визначення ступеня серйозності припущення та відбору із множини припущень найбільш імовірного. На цьому етапі гіпотеза перевіряється насамперед на логічну несуперечливість, особливо коли вона має складну структуру і розгортається в систему припущень, перевіряється на сумісність з фундаментальними інтерпретаторськими принципами даної науки.

Проте в розвитку науки бувають такі періоди, коли вчений схильний ігнорувати деякі фундаментальні принципи своєї науки — так звані революційні періоди в розвитку науки, коли відбувається докорінний злам фундаментальних понять та принципів. У таких випадках, заперечуючи один або кілька принципів, вчений має узгоджувати припущення з іншими фундаментальними принципами науки. Це і є умовою серйозності та вагомості висунутої гіпотези.

На четвертому етапі відбувається розгортання висунутого припущення та дедуктивне виведення з нього положень, які підлягають емпіричній перевірці. На п'ятому етапі проводиться експериментальна перевірка виведених із гіпотези наслідків. Гіпотеза дістає емпіричне підтвердження або заперечується в результаті експериментальної перевірки.

Проте емпіричне підтвердження результатів гіпотези ще не гарантує її істинності, а заперечення одного з них ще не свідчить про хибність її в цілому. Знайомство з загальною структурою гіпотетико-де-дуктивного методу дає змогу визначити його як складний комплексний метод пізнання, що містить у собі всю багатоманітність методів та форм наукового пізнання, і спрямований на відкриття та формулювання законів, принципів, теорій.

Велике значення в розвитку наукового пізнання має застосування історичного та логічного методів пізнання в їхній органічній єдності.

Історичний метод передбачає розгляд об'єктивного процесу розвитку об'єкта, реальної його історії з усіма її поворотами, особливостями; це певний спосіб відтворення в мисленні історичного процесу в його хронологічній послідовності та конкретності.

Логічний метод — це спосіб, за допомогою якого мислення відтворює реальний історичний процес у його теоретичній формі, в системі понять. За допомогою логічного методу відображуються основні етапи історичного розвитку об'єкта, його якісні зміни, акцентується увага на основній тенденції процесу історичного розвитку. Логічний метод дає основний принцип для всебічного вивчення історичного розвитку об'єкта, а коли вивчення грунтується на знанні сутності, то стають зрозумілими і різноманітні історичні подробиці, випадковості, відхилення. Звичайно ж, логічна форма не здійснюється ніде і ніколи, але вона відображає суттєві моменти історичного процесу, і тому необхідна для вивчення і розуміння об'єкта пізнання. Теорія предмета, таким чином, є джерелом розуміння його історії, а дослідження історії в свою чергу збагачує теорію, доповнює і розвиває її.

Завданням історичного дослідження є розкриття конкретних умов розвитку тих чи інших явищ. Завданням же логічного дослідження є розкриття ролі, яку окремі елементи системи відіграють у складі розвитку цілого. Діалектика логічного та історичного є одним з основних принципів сучасної філософії та методології науки.

Проблема взаємозв'язку логічного та історичного методів не обмежується взаємовідношенням теорії предмета і його історії. Логічне відображає не лише історію самого предмета, а й історію його пізнання. Тому вирішення проблеми єдності логічного й історичного передбачає постановку і вирішення проблеми сходження від абстрактного до конкретного як методу теоретичного рівня наукового пізнання та побудови наукової теорії, оскільки логіка руху наукового пізнання закономірно передбачає сходження від простого до складного, від нижчого до вищого, від абстрактного до конкретного. Щоб розкрити сутність предмета, необхідно теоретично відтворити реальний історичний процес його розвитку, але це можливо лише тоді, коли нам відома сутність цього предмета. Наприклад, пізнання сутності держави передбачає не тільки знання історії її виникнення та розвитку, а й знання її сутності як суспільного явища. В протилежному разі з державою можна ототожнити і родоплемінну організацію, і сільську общину і т.д.

Сучасна гносеологія на основі єдності логічного та історичного, абстрактного та конкретного розриває це коло, визначаючи початок пізнання та подальший шлях його розвитку. Таким початком виступає чуттєво-конкретне, характерною рисою якого є відображення предмета в усій його безпосередності. Однак це не означає, що в ньому відображається лише одиничне. Чуттєво-конкретне містить в собі і одиничне, і загальне, і явище, і випадкове, і необхідне. Але загальне, суттєве та необхідне тут не віддиференційовані від одиничного та випадкового, зв'язок між ними не обґрунтовується, а існує лише як емпірична даність. Пізнання не може відразу перейти від чуттєво-конкретного до конкретного в мисленні. Для того щоб досягти справжньої конкретності, пізнання тимчасово втрачає конкретність взагалі, вона переходить у свою протилежність — в абстрактне.

Абстрактне знання — це однобічне знання. Тому перехід від чуттєво-конкретного до абстрактного є, до певної міри, кроком назад, але таким кроком, який необхідний для подальшого розвитку пізнання. Для того, щоб одержати всебічно конкретне, потрібно підготувати необхідний матеріал. Це й здійснюється завдяки абстрактному, яке виділяє якусь одну сторону предмета в "чистому вигляді", відсторонюючись від усіх інших. Так, "суспільне виробництво", "матерія", "рух", "розвиток", "суспільно-економічна формація", "цивілізація" тощо — це абстракції, які насправді не реалізуються, існують лише їхні конкретно-історичні форми, різновидності. Але такі абстракції в своєму змісті відображають у кожній історичній формі наявне, що характеризує їх з боку сутності, закону їхнього існування, функціонування, розвитку. Ось чому не можна відкрити жодного наукового закону без абстрагуючої діяльності людського мислення ні в сфері природничих, ні в сфері суспільних наук.

Відсторонення від безпосередньо конкретних властивостей є не самоціллю абстрагування, а засобом виявлення нових сторін, властивостей предмета, які приховані за безпосередністю чуттєво-конкретного. Дійсність в абстракції спрощується, схематизується, огрублюється. Тому діалектико-матеріалістична теорія пізнання не зупиняється на абстрагуванні, а, застосовуючи принципи, закони та категорії діалектики, переходить до конкретного в мисленні, в теорії. Конкретне в мисленні, в теорії — найглибше та найзмістовніше знання про дійсність, оскільки змістом своїм воно має відображення не зовнішніх визначень предмета, а всебічних суттєвих зв'язків, сторін, відношень в їхніх внутрішніх та необхідних визначеностях. Саме конкретне в теорії науково втілює єдність логічного та історичного.