В научном исследовании важную роль играют три вида познавательных задач: эмпирические, теоретические и методологические.

Эмпирические познавательные задачи заключаются в выявлении, изучении и описании фактов об изучаемых объектах. Для решения эмпирических познавательных задач разрабатываются особые методы познания: наблюдение, эксперимент, измерение. Эмпирические методы познания используются для изучения уже выявленных и включенных в научные исследования объектов или для выявления и фиксации предполагаемых объектов.

Теоретические познавательные задачи всегда направлены на реальные объекты, ибо не может быть «беспредметного» исследования. В формулировании и решении теоретических познавательных задач ученый исходит из детерминистической концепции, что расшифровывается, как требование поиска зависимости одних конкретных явлений, процессов, свойств или характеристик от других конкретных явлений, процессов, свойств, характеристик. В любом теоретическом изучении исследователи обязательно исходят из наличных знаний (имеющихся научных проблем, законов, теорий, гипотез и описания фактов).

Методологические познавательные задачи направлены на изучение логической структуры научных теорий, их компонентов (определений, классификаций, понятий, законов). Здесь рассматривается вопрос о непротиворечивости и полноте теорий, о способах формирования и проверки научных гипотез, анализируются логические аспекты таких методов научного познания, как обобщение, объяснение, абстракция, идеализация.