В Е. можно выделить стороны: 1) эмпирическую, 2) теоретическую, 3) производственно-прикладную. Они соответствуют общему ходу познания истины, который идёт «от живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике...» (Ленин В. И., там же, с. 152—53). 1) Эмпирическая сторона предполагает функции: собирательную (установление фактов, их регистрацию, их накопление), описательную (изложение фактов, их первичную систематизацию); 2) теоретическая — функции: объяснения, обобщения (генерализующую), открытия (создания новых теорий, выдвижения новых гипотез и понятий, накопления новых законов), предсказания (прогностическую), что даёт повод называть теории Е. «компасом» в научном исследовании.
С теоретическими функциями Е. неразрывно связана мировоззренческая функция Е.; она направлена на выработку естественно-научной картины мира, исключающей возможность реакционно-идеалистических и религиозных взглядов на природу; 3) производственно-практическая сторона Е. проявляет себя как непосредственная производительная сила общества. Современная научно-техническая революция показывает, что Е. прокладывает пути для развития техники.
Средства Е. соответствуют всем ступеням, которые проходит естественно-научное знание и в которых находят своё выражение функции Е.: эмпирическое, экспериментальное исследование предполагает целую систему экспериментальной и наблюдательной техники (устройств, в том числе вычислительных приборов, особенно измерительных, установок, инструментов), с помощью которой устанавливаются новые факты. Теоретическое исследование предполагает абстрактную работу учёных, направленную на объяснение фактов (предположительное — с помощью гипотез, проверенное и доказанное — с помощью теорий и законов науки); на образование понятий, обобщающих опытные данные. То и другое вместе (нередко с выходом в область опытных полузаводских и экспериментальных установок, конструкторских бюро) осуществляют проверку познанного на практике.
В основе методов Е. лежит единство эмпирических и теоретических сторон. Они взаимосвязаны и обусловливают друг друга. Их разрыв или хотя бы преимущественное развитие одной за счёт другой закрывает путь к правильному познанию природы: теория становится беспредметной, опыт — слепым.
Методы Е. могут быть подразделены на группы: а) общие методы касаются всего Е., любого предмета природы, любой науки. Это — различные формы диалектического метода, дающего возможность связывать воедино все стороны процесса познания, все его ступени, например метод
В Е. диалектический метод конкретизируется как сравнительный (в биологии, географии, химии), с помощью которого раскрывается всеобщая связь явлений. Отсюда — сравнительные анатомия, эмбриология, физиология. В зоо-, фито- и физической географии он давно успешно применяется. В Е. диалектический метод выступает и как исторический — в астрономии (на него опираются все прогрессивные космогонические гипотезы — звёздные и планетарные), в геологии (как основа исторической геологии, будучи неполно выражен в методе актуализма), в биологии этот метод лежит в основе дарвинизма. Иногда оба метода сочетаются в единый сравнительно-исторический метод, который глубже и содержательнее каждого из них в отдельности. Этот же метод в его применении к процессу познания природы, особенно к физике, связан с принципом соответствия и способствует построению современных физических теорий.