Теоретичні методи дослідження засновані на декількох варіантах, які дозволяють дати їм якісну характеристику: абстрагування, формалізація, аналогія, предметне моделювання, мислене моделювання та ідеалізація.
Абстрагування
Абстрагування - це процес, заснований на відволіканні від деяких властивостей суб 'єкта в ході його пізнання для того, щоб глибоко дослідити його певну сторону. Прикладами результатів абстрагування можна навести кривизну, колір, красу тощо. Абстрагування має декілька цілей. Наприклад, воно націлене на пошук загальних рис. При цьому з їх уваги випадуть ознаки, що відрізняють один предмет від іншого. Увага буде зосереджена лише на тому загальному, що є між цими предметами. Ще однією метою є систематизація та узагальнення. Як видно, це відрізняється від колишньої мети, оскільки увага зосереджена на відмінностях, які дозволяють розділити предмети на групи. Крім цього, абстрагування може бути націлене на створення зразка і на чіткість формулювань.
Формалізація
У цьому випадку знання відображаються в знаковому символічному вигляді, тобто вони знаходять вид умовних значень і формул. Використання спеціальної символіки - необхідний метод того, як людина відображає дійсність. Формалізація є частиною формальної логіки.
Аналогія
Аналогія є висновком про схожість між двома об 'єктами за якоюсь ознакою, який заснований на ідентичності в характерних рисах. Знання, отримуване після розгляду певного об 'єкта, переноситься на інший, менш вивчений і доступний об' єкт. Однак аналогія не дає достовірних знань. Якщо міркування за аналогією правдиве, це не дає підстави вважати, що висновок буде вірним.
Предметне моделювання
Об 'єкт вивчається з використанням абстрактних моделей. Отримані знання переносяться на досліджуваний оригінал. Модель дає можливість скласти обґрунтований і більш повний прогноз, а також оптимізувати рух до результату. Однак для цього потрібно володіти вже виявленими тенденціями, історичним досвідом та експертними оцінками. Модель і оригінал повинні мати відому схожість, що стосується функцій і фізичних характеристик. Дана схожість дозволить перенести інформацію, яка отримана в результаті модельного дослідження, на оригінал.
Уявне моделювання
У цьому випадку застосовуються подумки. Крім мисленого моделювання існує комп 'ютерне і знакове моделювання.
Ідеалізація
У цьому випадку для об 'єктів створюються певні поняття, які насправді не існують, але мають прообраз. Прикладом може служити ідеальний газ, куля тощо. Ідеальний об 'єкт можна описати як ідею, яка виражена в знаковій системі наукової штучної мови і лежить в основі наукової теорії.