Наукова теорія - це вища форма організації наукового знання, що дає цілісне уявлення про закономірності та суттєві зв'язки досліджуваної галузі дійсності. Термін «теорія» походить від греч. theoria, що означає спостереження, розгляд, дослідження, умозрення.
Наукова теорія являє собою систему логічно взаємопов'язаних тверджень, містить доказовий механізм побудови знання, втілює конкретну програму дослідження, що і забезпечує цілісність теорії як єдиної системи знань. З методологічної точки зору наукова теорія повинна прагнути до максимальної повноти та адекватності опису, цілісності та виводимості положень один з одного, внутрішньої непротиворечивості.
Компонентами наукової теорії є емпірична основа (факти, отримані під час експерименту), теоретична основа (постулати, закони, в яких описуються ідеалізовані об'єкти), логіка теорії (правила логічного виведення і докази), сукупність отриманих тверджень і результатів.
Наукові теорії розрізняються за характером вирішуваних ними завдань, а також за способами побудови і типами реалізованих процедур. Різним формам ідеалізації і відповідно типам ідеалізованих об'єктів відповідають і різні типи наукових теорій. У зв'язку з цим наукові теорії поділяються на описові, математизовані, дедуктивні.
Прикладами першого типу описових (емпіричних) теорій є еволюційна теорія Ч. Дарвіна, фізіологічна теорія І. Павлова, більшість сучасних психологічних теорій, традиційні лінгвістичні теорії тощо. На підставі численних досвідчених даних ці теорії описують певну групу об'єктів і явищ, що дозволяє їм сформулювати загальні закони, які стають базою теорії. Теорії цього типу формулюються у звичайних природних мовах із залученням спеціальної термінології відповідної галузі знання.
Другий тип складають наукові теорії, що активно використовують апарат і моделі математики. У математичній моделі конструюється особливий ідеальний об'єкт, що заміщає і представляє деякий реальний об'єкт. До цього типу теорій належать теоретична фізика, генетика, математична лінгвістика та ін.
Третій тип - дедуктивні теоретичні системи. До необхідності їх побудови призвело завдання обґрунтування математики. Першою дедуктивною теорією називають «Начала» Євкліда, побудовані за допомогою аксіоматичного методу. Спочатку формулюється початкова основа таких теорій, а потім ті твердження, які можуть бути логічно отримані з цієї основи. Всі логічні засоби, що використовуються в даних теоріях, суворо фіксуються, а докази теорії будуються відповідно до цих засобів. Дедуктивні теорії використовують особливу формалізовану мову. Володіючи великим ступенем спільності, такі теорії разом з тим гостро ставлять проблему інтерпретації, яка є умовою перетворення формалізованої мови на знання у власному сенсі слова.
До наукової теорії висувається низка вимог: адекватність описуваному об'єкту, повнота опису сторони, що вивчається, дійсності, взаємозв'язок різних елементів теорії та їх внутрішня непротиворечивість і, звичайно, відповідність досвідченим даним. Наукова теорія розвивається під впливом внутрішніх (виявлених у самій теорії протиріч) і зовнішніх (протиріччя між теорією і практикою, даною теорією і новими фактами) факторів.
З точки зору мови наукова теорія являє собою логічно організовану безліч висловлювань про деякий клас ідеальних об'єктів, їх властивості і відносини. Виникнення наукових теорій нерозривно пов'язане з процесами ідеалізації та абстрагування, які виражаються в наукових термінах і поняттях. Так, у математиці до ідеальних об'єктів належать геометрична точка, лінія, площина; у логіці - умовивід, доказ, визначення; у класичній механіці - система матеріальних точок, абсолютний простір і час; в історії - поняття «всесвітня історія», «народ», «людство» та ін.
Теоретичні моделі дійсності являють собою певні спрощення, схематизацію та ідеалізацію дійсності. Вони містять цілий ряд понять, які мають суто інструментальний характер. Ідеалізація об'єктів в науці проводиться через граничний перехід від фіксованих в досвіді властивостей емпіричних об'єктів до крайніх, логічно можливих значень.
Методологи бачать мету наукових теорій в їх здатності економно представляти наявну інформацію про певну предметну галузь. Так, Е.Мах вважав, що в самій об'єктивній дійсності ніяких формально-логічних взаємозв'язків між її властивостями і відносинами, та й самих законів не існує. Логічні відносини мають місце тільки в сфері мислення між поняттями і судженнями.
Функціями наукової теорії є: описова, пояснювальна, передбачувальна і синтезуюча. Описова функція пов'язана зі встановленням емпіричних та експериментальних законів, оскільки будь-яка теорія дає опис вивчення галузі знання, наприклад, теорія відносності описує рух об'єктів з великими швидкостями, а теорія елементарних частинок - будову мікроміру. Крім опису об'єктів відповідної предметної області теорія пояснює їх генезис, склад, структуру, функції. Наприклад, теорія природного відбору Ч. Дарвіна пояснює причини і механізми пристосування живих організмів до умов середовища. Завдяки передбачувальній функції теорія стає практично значущою, вона сприяє передбаченню нових явищ, ще не відкритих або не описаних наукою (наприклад, геологічні теорії призводять до відкриття родовищ корисних копалин, нових космічних об'єктів тощо). Синтезуюча функція теорії полягає у впорядкуванні величезної маси емпіричного матеріалу, всіляких теоретичних конструкцій, гіпотез тощо. Теорія концентрує увагу на істотному в емпіричному матеріалі, виявляє його внутрішню єдність, дозволяє пояснити різноманітні явища, спираючись на ряд основоположень. Синтезуюча функція сприяє тому, що теорія однієї наукової галузі може впливати на інші, суміжні галузі знання і в цілому на стиль наукового мислення конкретної епохи.
Стосовно наукової теорії може здійснюватися низка процедур обґрунтування (верифікація, фальсифікація, методологічна рефлексія), пов'язаних з критикою підстав теорії.