Теоретичний рівень дає знання про сутність (пред­мета або явища). На теоретичному рівні  створюються систе­ми знань, теорій, у яких розкриваються загальні та необхідні зв’язки більш високого рівня, формулюються закони в їх системній єдності та цілісності. Основною формою теоретичного рівня є наукова теорія.

На теоретичному рівні наукового пізнання об’єкт відображається з боку його внутрішніх зв’язків та закономірностей, які осягаються шляхом раціональної обробки даних емпіричного пізнання, а суб”єкт за до­помогою мислення виходить за межі того, що дається в безпосередньо­му досвіді, і здійснює перехід до нового знання, не звертаючись до чуттєвого досвіду. Абстрактне мислення є тут не лише формою вира­ження результатів пізнавальної діяльності, а й засобом одержання ново­го знання. На теоретичному рівні суб’єкт користується абстракціями більш високого рівня, ніж на емпіричному. Він здійснює сходження від емпі­ричних об’єктів до ідеалізованих, широко застосовує поняття, які не мають емпіричних корелятів. Теоретичний рівень наукового пізнання здійснюється на ширшому, багатоманітнішому та складнішому емпірич­ному фундаменті, ніж звичайне емпіричне дослідження, засновується на перегляді, переосмисленні та розвитку попередніх теорій, що є однією з найважливіших його особливостей.

Теоретичне дослідження, в свою чергу, розглядаючи та кон­кретизуючи теоретичний зміст науки, відкриває нові перспективи пояс­нення та передбачення фактів і, тим самим, орієнтує та спрямовує емпі­ричне пізнання. Теоретичний рівень також виявляє і вказує емпірично­му ті межі, в яких результати його істинні, в яких емпіричне знання може бути застосованим практично.