波普尔的哲学体系，重点在于批判的理性主义，这即与经典的经验主义及其观测－归纳法泾渭分明。波普尔尤其反对观测－归纳法，他认为科学理论不适用于普世，只能作间接评测。他也认为，科学理论和人类所掌握到的一切知识，都不过是推测和假想，人在解决问题的过程中不可避免地掺入了想象力和创造性，好让问题能在一定的历史、文化框架中得到解答。人们只能依靠仅有的数据来树立这一科学理论，然而，此外又不可能有足够多的实验数据，能证明一条科学理论绝对无误。（例如，人们在检测100万头绵羊后得出“绵羊是白色的”这一理论，然而检测之外，只要有一只黑色的绵羊存在，即可证明前面的理论错误。谁又能无穷无止地检测绵羊，以证明“绵羊是白色的”理论的绝对无误呢？）这一“可错性”原则所推演出的“真伪不对称性”（真不能被证明，只有伪可以被证明），是波普尔哲学思想的核心。
波普尔高度评价了休谟对归纳法的批判，虽然他对休谟和归纳逻辑主义的批判是牵强的，但他对基础论的批判是相当有力的。基础论是指人们普遍相信，知识需要一个坚实的基础，经验科学的基础是感觉基础。这也正是归纳法的根源所在。他指出经验基础论将科学分为两部分，一是观察和实践所得到的基础。二是建立在这一基础上的理论。而人们普遍忽略了，观察和理论不是独立的两种理论，任何观察都受理论倾向的影响。这里可以发现测不準定理对他的启发。波普尔认为寻求知识基础是一种错误，但不是偶然的失误。这是一种基于人本性中寻求安全感的需要。
波普尔常被认为是科学主义者，但他并不是一个“科学至上论”或“唯科学主义”的鼓吹者。在波普尔看来，科学知识并不是人类唯一有意义的智性事业，科学理论都只是暂时的、尚未被证伪的假设、是具有阶段性的，他在自传《无尽的探索》中评价达尔文的进化论不是一种可检验的科学理论，而是一种形而上学的行动纲领——可检验的科学理论的一种可能的框架；在《科学知识进化论》中说“我所想到的科学知识的增长并不是指观察的积累，而是指不断推翻一种科学理论，由另一种更好的或者更合乎要求的理论取而代之。”，否定将科学等同于真理。[2][3]
证伪原则[编辑]
波普尔同意对偶然真理的界定，但他强调这样的经验科学应该服从一种证伪主义。证伪主义至少存在两个优点。第一，科学理论的表达一般为全称判断，而经验的对象是个别的。所以，经验如果用来证实理论，那么它将是无法穷尽一般的理论的。比如，再多的白羊也不能证明所有的羊都是白的， 而只要一只黑羊就能证明所有的羊都是白的这个理论是错误的。所以，经验的真正意义在于可以证伪科学理论。第二，证伪主义可以避免对错误理论的辩护和教条。如果坚持实证主义，那么一旦出现与理论相悖的经验，人们便会做出特例假設或特殊的限制以使得理论能满足经验。但实际上这样的设定往往是极不科学的。证伪主义使人们相信所有的科学都只是一种猜测和假说，它们不会被最终证实，但却会被随时证伪。
证伪主义应采用试错法。这是指人们应该大胆地提出假说和猜测，然后去寻找和这一假说不符合的事例。根据事例对假说进行修正，不断重复这一过程，乃至将最初的假说全盘否定。试错法对理论的修改和完善是没有止境的，试错法的结果只能是一个较好的假说，但不是最好的假说。最好的假说是终极真理的代名词，和科学精神相悖。
波普尔同样想整合唯理论和经验论的冲突，但他同时批判唯理论和经验论。唯理论和经验论都承认，知识起源于一个不变的基础。唯理论认为这个基础是普遍必然的原则，而经验论认为它是人的经验感觉。波普尔的科学哲学核心在于，一切理论和原则都可以被证伪，而经验虽然不是知识的来源和基础，却是检验知识的标准。他将这种观点称作理性批判主义。
于是科学和非科学的划分在波普尔这里得到了明确的界定：科学的表述在于其是可证伪的。與邏輯實證論和「休謨的叉子」不同，科學不是有無意義的判準，而是是否為客觀知識屬於世界三。于是数学和逻辑学便被划分为非科学的，同样，精神分析学说，占星说，骨相学，马克思之后的「马克思主义」也都是非科学的，因为它们都不可被证伪。数学和逻辑学之所以被划分到了非科学的原因在于他们并不需要经验去检验它们，他们被休谟称为必然真理。数学和逻辑学基于其体系起始的公理，如果选择不同的公理系统，就会得出截然不同的结论，例如欧式几何与非欧几何。而公理本身是否为真往往是不可证伪的，因而也是非科学的。
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