Научное знание отличается от иных форм знания не только содержательно, но и по своей структуре. Здесь можно выделить прежде всего фактический материал и результаты его обработки, представленные в понятиях и системе абстракций, проблемы и гипотезы, систему принципов, законов и наиболее развитую форму научного знания — теорию. Под проблемой обычно понимают своеобразное знание о незнании или выявление того, что еще не познано нами, но что нужно познать. Проблема включает в себя постановку и решение, причем правильная постановка проблемы — залог ее успешного решения, как неоднократно отмечалось в истории науки.

Целью научного познания является прежде всего нахождение истины, т. е. адекватного, точного, развернутого знания об объекте — это положение является общепризнанным. К числу основных свойств, признаков истины обычно относят: объективность по своему внешнему источнику и субъективность по своему внутреннему содержанию и форме; процессуальный характер — истина представляет собой некий процесс; единство абсолютного и относительного, изменчивого в содержании; взаимосвязь абстрактного и конкретного — истина всегда конкретна. Противоположностью истины (и вместе с тем ее необходимым моментом реализации) является заблуждение, т. е. неточное знание об объекте, представляемое как точное. Таким образом, истина всегда включает в себя момент некоего заблуждения.

Любое научное исследование осуществляется с использованием определенной методологии и с помощью набора конкретных методов. Под методологией обычно понимают систему принципов и способов организации и построения теоретической и практической деятельности, а также учение об этой системе. Методологию отличают повышенное внимание к конкретным методам достижения истинного и практически эффективного знания, а также направленность на внутренние механизмы, логику движения и организацию знания, их компонентов (определений, классификаций, понятий, законов и т. п.), изучения возможностей научного знания.

Начиная с древности и поныне особое внимание в научном исследовании придается диалектике в ее соотношении с другими наиболее общими философскими методами. Под диалектикой обычно понимают учение о наиболее общих законах развития реальности и основанный на этом учении метод мышления и действия. В истории философии сложились три основные формы диалектики: античная, отличавшаяся стихийным характером, это скорее еще использование некоторых диалектических приемов отдельными авторами — Сократом, Платоном, Гераклитом и др., но не развернутая система; немецкая идеалистическая, спецификой которой выступало то, что, реализуясь как некая целостная система, она опиралась на идеалистические идеи — Кант, Фихте, Шеллинг, Гегель; и материалистическая, оказавшая мощное влияние на процесс научного исследования — авторы эпохи Просвещения, марксизм.

В современной философии существует течение, поставившее себе задачу определить особенности научного познания и его специфику применительно к разным областям действительности, выявить строение и динамику научного знания, закономерности развития науки. Это течение получило название «философия науки». В рамках философии науки можно выделить ряд крупных школ: неокантианство, неопозитивизм, критический рационализм, философия и методология научного познания. Охарактеризуем их вкратце.