Wiedza naukowa rozumiana jest jako proces identyfikacji obiektywnych wzorców otaczającej rzeczywistości za pomocą metod naukowych. Zwyczajowo rozróżnia się empiryczny i teoretyczny poziom wiedzy naukowej.
Wiedza empiryczna to bezpośrednie, "na żywo" badanie rzeczywistości poprzez obserwację, porównywanie, eksperymentowanie i pomiary obiektów i zjawisk otaczającego świata.
Istnieje opinia, że klasyfikacja faktów jest wiedzą empiryczną, ale praca z materiałami uzyskanymi empirycznie należy do dziedziny wiedzy teoretycznej. Ten poziom poznania jest pośredni, różni się metodologią i używanym aparatem terminologicznym. Wykorzystuje abstrakcyjne kategorie i konstrukcje logiczne.
Empiryczne i teoretyczne poziomy wiedzy są nierozłączne. Wiedza naukowa nie może być tylko teoretyczna czy tylko empiryczna, tak jak nie da się toczyć kołem tylko jednym z jegopółkula.
W ten sposób można empirycznie badać właściwości fizyczne i chemiczne konkretnych obiektów, które istnieją w świecie rzeczywistym: na przykład kilku fragmentów skał. W toku porównań, obserwacji, eksperymentów oraz w trakcie stosowania innych metod poznania empirycznego może się okazać, że właściwości tych fragmentów są identyczne. W tym przypadku na poziomie teoretycznym można postawić hipotezę, zgodnie z którą każda skała posiadająca cały kompleks danych cech będzie miała podobne właściwości fizykochemiczne. Aby potwierdzić tę hipotezę, należy ponownie sięgnąć do metod empirycznych i do eksperymentu wybrać inne fragmenty skał, które mają zadane cechy. Jeżeli zostaną w nich znalezione te same właściwości, hipotezę uważa się za potwierdzoną i otrzymuje prawo do bycia nazywanym prawem, które zostanie sformułowane teoretycznie.
Teoretyczna i empiryczna wiedza o zjawiskach społecznych ma szczególną specyfikę. Trudność polega na zidentyfikowaniu cech i właściwości badanego przedmiotu, ponieważ zjawiska społeczne mają zasadniczo różny charakter niż przedmioty nauk ścisłych. Aby zidentyfikować wzorce zjawisk społecznych, konieczne jest zbadanie historii wydarzeń istotnych dla badanego zjawiska oraz reakcji badanej grupy. Na przykład niezadowoleni z działań władz członkowie społeczeństwa, w którym nie ma własności prywatnej, mogą rozpocząć ruch rewolucyjny. Wydawać by się mogło, że brutalna metoda zmiany władzy jest naturalną reakcją na:państwowej arbitralności, ale mając w posiadaniu choćby minimum dóbr niezbędnych do przetrwania, ci sami obywatele będą bali się ich utraty podczas przewrotu, co oznacza, że będą znacznie mniej skłonni do rewolucji. Zatem teoretyczna i empiryczna wiedza o zjawiskach społecznych jest często znacznie trudniejsza niż badanie zjawisk związanych z naukami ścisłymi.
Wiedza naukowa jest niezbędna do badania otaczającego świata. Korzystanie z metodologii, która tworzy te poziomy, pozwala wywnioskować wzorce i przewidywać zdarzenia, a także sprawia, że życie danej osoby jest bezpieczniejsze i szczęśliwsze.