Основная идея состояла в использовании выработанных в математической логике средств анализа для исследования языка науки вообще и, прежде всего, физической теории. Модель научного знания имеет два уровня. Эмпирический уровень включает в себя язык наблюдений, а второй уровень – метатеоретический. В него входят теоретические конструкты и словарь логических терминов. Метатеоретический уровень не несет знания о какой-либо реальности, поскольку ориентирован на описание самой теории.
Основные положения неопозитивистской концепции науки следующие: редукционизм, физикализм и демаркация науки от метафизики.
Редукционизм сведен к принципу верификации – проверке соответствия всех теоретических утверждений опытом или эмпирическими высказываниями. Однако, поскольку важнейшие понятия и утверждения науки не могут быть чувственно проверены, то принцип верификации был заменен принципом верифицируемости, т.е. потенциальной проверяемости теоретических высказываний и их частичной или косвенной интерпретации. Таким образом, эмпирической проверке подвергается теория в целом, а не её отдельные высказывания и понятия.
Физикализм – сведение различных языков науки – химического, биологического, психологического, социологического – к языку физики. А поскольку язык физики наиболее верифицируем, то далее он сводится к языку наблюдений. Так, термодинамика сводится к механике, к физике сводится биология и химия. Таким образом, в основе лежит положение, что язык физики является универсальным языком науки. Подвергая критике физикализм неопозитивистов, Фейерабенд отмечал, что инвариантность значения понятия в различных теориях принимается неопозитивистами без доказательства. А, кроме того, не очень ясно, насколько язык наблюдений, его атомарные факты и протокольные предложения могут быть рассмотрены независимо от теоретического языка.
Проблема демаркации науки от метафизики. Утверждается, что все философские теории и высказывания должны быть изъяты из науки как бессмысленные, так как они вообще не могут быть верифицированы, т.е. нельзя судить об их истинности или ложности. В науке могут использоваться лишь метатеоретические логические термины и высказывания. Поппер ослабил это требование и стал считать философские утверждения осмысленными.