Принцип верификации применим во многих науках, однако есть такие системы знания, где он оказывается бессильным. Например, теология называет себя наукой (дословно теология – наука о Боге), однако никаких данных чувственного опыта или логических доказательств, опять-таки сводимых к эмпирически проверяемым суждениям, она представить не может. С другой стороны, и атеизм не в состоянии представить эмпирические знания, опровергающие тезис о существовании Бога. Любые факты могут быть использованы в данном случае как в пользу одного, так и другого утверждения. Поэтому принцип верификации имеет определенные границы, за пределами которых он не выполним.
К. Поппером был предложен, в дополнение к принципу верификации, принцип фальсификации. Он гласит, что система знаний лишь тогда может претендовать на научность, когда она в принципе опровержима. Если нет возможности опровергнуть какие-либо положения, утверждаемые данной дисциплиной, она не является наукой. Принцип фальсификации использует утверждение, согласно которому всего один факт, противоречащий какой либо теории, ставит под сомнение всю теорию в целом, сколько бы подтверждающих фактов не существовало. Если научное знание невозможно подвергнуть процедуре верификации, т.е. не существует условий, при которых это знание подтверждается эмпирически, то его следует попытаться подвергнуть процедуре фальсификации, т.е. представить саму возможность существования опровергающих фактов, условий, при которых они могут возникнуть, и направить усилия на создание таких условий. Если логическая конструкция позволяет хотя бы теоретически фальсифицировать данное знание, то оно является научным. Иначе говоря, возможность опровержения теории служит таким же подтверждением научности теории, как и возможность ее доказательства.
Критерий повторяемости научного знания означает требование строить научную теорию не на отдельном произвольно взятом факте, а на повторяемых фактах, которые позволяют исключить или свести к минимуму возможность случайного совпадения. Такие области человеческого знания, как парапсихология или астрология претендуют на научность, однако в большинстве случаев оперируют единичными фактами, в отношении которых нельзя сказать, что они образуют какую-либо систему. Чаше всего повторить проведенное исследование или наблюдаемое явление оказывается невозможным.