Общелогические методы применяются и на эмпирическом, и на теоретическом уровнях исследования, но при этом они специфическим образом преломляются через систему методов, характерных именно для соответствующего уровня.
Исходным методом эмпирического познания является наблюдение. Важнейшим отличием научного наблюдения является его сознательный, целенаправленный характер. Так, астроном наблюдает звездное небо не наобум, а определенный участок неба в определенное время. Тесно связан с наблюдением эксперимент, с той разницей, что в эксперименте наблюдаются явления не независимо от нас протекающими, а в ситуации, которую на основе имеющихся знаний о предмете и технических средствах искусственно создал экспериментатор с целью наиболее отчетливо выявить интересующие его свойства (например, исследователь элементарных частиц в ускорителях или живых организмов в специально созданных условиях).
Что касается методов, характерных для теоретического исследования, выделим следующие. Формализация – это построение абстрактно – математических моделей, когда рассуждения о предмете переносятся в плоскость оперирования со знаками (формами), тогда производится вывод новых форм по правилам логики и математики. При аксиоматическом методе производится логический вывод на основе каких-либо заранее принятых без доказательства аксиом. Так была построена вся геометрия Евклида и даже «Этика» Спинозы. В развитой науке аксиомы предлагаются как некоторая предполагаемая к исследованию система отношений, отвлеченных от их носителя и исследуемых аппаратом математической логики. Возможности этих методов также не безграничны (как это казалось до середины 30-х годов, когда была открыта знаменитая теорема Геделя). В науках, так или иначе имеющих эмпирическую основу, более эффективным является гипотетико-дедуктивный метод. Сущность его – в создании системы связанных между собой гипотез, из которой дедуктивным образом выводятся эмпирически проверяемые (и тем самым свидетельствующие об истинности общей теории) следствия. Этим путем шло развитие и подтверждение теории относительности, а анализ определенных следствий из нее задал целые направления современной науки.
Важнейшим из теоретических методов исследования является восхождение от абстрактного к конкретному, когда создание определенных абстракций (товар, материя) является необходимым для понимания полноты реальных связей и явлений.