Ғылыми танымның жалпы әдістері мен түрлерін қарастыру үшін танымның эмпириялық жэне теориялық деңгейлерін ажыратқан әлбетте дүрыс, себебі әр деңгейдің өзіндік ерекшеліктері мен әдістері бар. Эмпириялық деңгейде таным объектісінің қасиеттері мен кырлары сезімдік қабілет түрғысынан қабылданады. Әрине, ғылым мен техниканың дамуына байланысты адамның сезімдік танымының көк-жиегін әлдеқайда кеңейтетін аспаптар, құралдар, компьютерлер іске қосылып жатқанын айта кеткен артык емес.
Теориялық деңгейде таным объектісінің маңызды байланыстары мен заңдылықтары тәжірибе негізінде алынған біліммен қоса абстрактілі ойлау нәтижесінде түжырымдалады.
Ғылыми танымның эмпириялық деңгейінде кең колданылатын ең қарапайым әдіс - бақылау деп аталады. Оның мәні - зерттеу объектісін белгілі бір мерзім аралығында нысаналы ұйымдасқан түрде жүйелі бақылай отырып, ондағы өзгерістерді қадағалау. Мәселен, бидайдың бір сортының өсіп-өну ерекшелігін зерттеу мақсатында көктемгі егістен күздегі жиын-терімге дейінгі аралықта дән топырақтан көктеп өсіп шыққаннан бастап, астықты орып алғанға дейінгі өзгерістері есепке алынып отырады. Сол негізде тиісті ғылыми қорытындылар жасалады. Келесі әдіс - эксперимент - ғылыми тәжірибе деп аталады. Оның ерекшелігі - зерттеліп жатқан объектіге адамның, зерттеушінің тікелей әсер етіп, ондағы процесстерге араласуы. Зерттеуші объектіні әр түрлі кездейсоқ жағдайлардан оқшаулап алып, бөліп қарауы мумкін. Қажет болган жағдайда экспериментті әлденеше рет қайталауға да болады.
Осы заманғы кең пайдаланылатын әдістердің бірі - модельдеу. Модельдеу дегеніміз - эксперименттің бір түрі, бірақ мұнда объектінің өзі емес, оның орнын басатын модель зерттеледі. Модель (латын тілінен аударғанда үлгі деген ұғымды білдіреді) - зерттелетін объектіміен ұқсастық қатынаста болатын, таным процесінде оның орнына пайдаланылатын, нақты өмір сүретін немесе ойша алынатын жүйе,кұбылыс. Жүртшылыққа ежелден белгілі, көз таныс модельдерден географиялық картаны, глобусты, химиядағы қүрылыстық формулаларды, т.б. атауға болады.
Осы заманда адам миының кейбір әрекеттері электронды есептеу машиналарында модельденеді. Модельдерді материалдық (физикалық) және идеалдық (логикалық, ойша алынған) деп екі түрге бөледі. Материалдық модель зерттелетін объектпен физикалық жағынанұқсас болады, көбінесе түпнұсқа жасалған материалдан (мысалы, агаш, темір, т.б.) құрастырылады. Идеалдық модельдер ой шеңберінде қүрылып, түрлі белгілер арқылы бейнеленеді. Мәселен, атомның планетарлық моделі, математикалық белгілер мен формулалар, сызбалар мен кестелер, т.б.
Ғылыми таным процесінде анализ (талдау, саралау) жэне синтез (қиыстыру, біріктіру) әдістері улкен рөл атқарады. Зерттелуге тиіс объектіні ойша түрлі құрамдас бөліктер мен жақтарға бөліп қарастыруды, сол негізде оның түрлі қасиеттерін, ішкі байланыстарын аныктау әдісін анализ деп атайды. Мәселен, адам ағашты зерттеп білуі оның тамырын, дінін, бұтақтары мен жапырақтарын, түрін, сыр сипатын, т.б. ойша жіктеп қарайды. Байқап отырганымыздай, процесі анализбен шектелмейді. Объектінің әр құрамдас бөлігін жіктеп қарап, зерттеп алғаннан кейін бастапкы түтастыкқа қайта көшу керек. Бұл синтез әдісі арқылы іске асырылады. Анализ және синтез адамның күнделікті практикалық іс-әрекеті негізінде өмірге келген әдістері.
Фактілерді анализ жасап талдағаннан соң теориялық синтезге көшу индукциялық әдіс арқылы жүзеге асырылады. Жекелеген тұжырымдар негізінде жалпы қорытынды жасауды индукцияәдісі деп атайды. Бұған кереғар әдісті, яғни нәтижеден кері қарай жүріп жеке-жеке тұжырымға келуді дедукция дейді.
Жоғарыда айтылғандай, адам сезім органдарының көмегімен заттың сыртқы қасиеттері мен ерекшеліктерін қабылдап, біле алады, ал оның ішкі мәнін, даму заңдылықтарын тек абстрактілі ойлау арқылы игеруге болады. Сонда абстракциялау дегеніміз зерттеуге жататын заттың, объектінің маңызды бір жағын, қырын ойша бөліп алып қарастыру. Ғылымға тән негізгі түсініктердің, категориялардын бәрі де осы абстракциялық ойлау әдісінің нәтижесінде қалыптасқанын айта кеткен жөн. Абстракциялауды заттың, объектінің ішкі табиғатына үнілу жолындағы аралық бір сәт, кезең деп карау керек.
Осындай жекелеген абстракциялаудан әрі қарай ой жүйесі енді нақты затқа бағыт алып қозғалуға тиіс, сонда ғана таным процесі нәтижелі болмақ. Ғылымда бүл әдіс абстрактіліктен нақтылыққа қарай өрлеу деп аталады. Зерттеліп отырған объектіні жан-жақты даму устінде қарастыру үшін тарихи жэне логикалық әдістер қолданылады.