storočie vyznačuje vytvoremím mnohých fyzikálnych teórií, napríklad teórie relativity a kvantovej teórie, ako aj teoretických disciplín v iných prírodovedných oblastiach (chemická kinetika, populačná genetika a i.). Napriek relatívne samostatnému vývoju experimentálnych a teoretických výskumov má osobitný význam produktívne vzájomné pôsobenie rnedzi nimi. Na tomto vzťahu medzi empirickým a teoretickým poznaním sa zakladá dialektické chápanie ich jednoty. Prejavom tohto chápania je potreba budovať teórie na základe empirických údajov, možnosť riešiť úlohy (problémy) v danej oblasti teoretickou cestou, a najmä predpovedať nové javy, ktoré sa stávajú predmetom empirickej verifikácie.
Jednota empírie a teórie neruší otázku ich relatívnej váhy vo vedeckých výskumoch.
Úloha, ktorá sa pripisuje teórii, závisí od filozofického chápania vedeckýeh teórií, totiž či. sa chápu len ako nástroj opisu faktov, alebo ako modely určitej skutočnosti. Toto smerovanie od empirického k teoretiekému poznaniu sa prejavilo v existujúcich pokusoch o periodizáciu dejín vedy. Sem možno prirátať tiež okolnosť, že teória zdaleka nie vždy vyviera zo zovšeobecnenia veľkého počtu faktov. Často sa teoretické poznanie opiera o veľmi obmedzenú empirickú základňu a vedie k značnému obohateniu empirických poznatkov.
K špecifike súčasného vedeckého poznania treba zaradiť aj okolnosť, že zasahuje do oblastí, kde bezprostredné pozorovanie nie je možné, čo si vyžaduje zložité spôsoby teoretickej interpretácie.
Napokon teória nie je spätá len s určitou empirickou oblasťou, ale podstatne využíva aj výsledky predchádzajúcich teórií, ktoré sa zahrnujú ako relatívne (alebo funkcionálne) apriórne tézy do dalších teórií. Napríklad niektoré princípy formulované v mechanike možno aplikovať aj v mimomechanických oblastiach. Zákon zachovania energie platí v každej novej fyzikálnej teórii. Niečo podobné možno povedať aj o princípe relativity, vzťahu neurčitostí a i. Toto je späté so vzrastom uznávanej a faktickej úlohy metodológie a filozofie. Ak sa veda buduje induktívne a všetko závisí od skúseností, potom je filozofia odsúdená sledovať a zovšeobecňovať výsledky konkrétnych vied. Naopak, ak základný význam (pre vysvetl'ovanie faktov) majú idey, potom vedecká činnosť nadobúda filozofické črty a filozofická metodológia zaujíma v tejto činnosti osobitné miesto.
Empirické a teoretické poznanie sú vzájomne spätými , do seba prechádzajúcimi momentami vo vývinovom cykle vedeckého poznania,ktorý má nelineárny charakter.