Вначале исследования Карнапа сосредоточились на «синтаксическом» аспекте языка, и им была выдвинута идея логического синтаксиса языка как чисто аналитической теории о структуре его выражений. Эта идея нашла выражение в книге Карнапа «Логический синтаксис языка» (1934), в которой форма (или структура) выражения характеризовалась через указание входящих в нее знаков и порядка их соединения без каких-либо ссылок на их значение. Цель создаваемой теории заключалась в том, чтобы продемонстрировать возможность определения основных понятий формальной дедуктивной логики (доказуемости, логической независимости и т. п.) в чисто синтаксических понятиях, но параллельно Карнап сделал несколько важных философских выводов. Во-первых, как он отметил позже в своей «Интеллектуальной автобиографии», знакомство с совершенно разными формализованными языками (языками «Principia Mathematica», модальной логики К. И. Льюиса, интуиционистской логики Л. Брауэра и А. Гейтинга и др.) подвело его к осознанию бесконечного многообразия возможных языковых форм. Карнап понял, что нельзя говорить о некой «правильной языковой форме», потому что различные формы имеют разные преимущества и в разных отношениях [Carnap, 1963
Важным шагом в логических исследованиях Карнапа стало дополнение синтаксического анализа языка семантическим, т. е. опирающимся на понятия значения и истины. В 1920–1930-е годы главным образом усилиями логиков Львовско-Варшавской школы были заложены основы логической семантики. Так, Тарский разработал общий метод построения точных определений истины для дедуктивных языковых систем, т. е. метод формулировки правил, определяющих для каждого предложения такой системы необходимые и достаточные условия его истинности [Тарский, 1998, с. 90–129]. Эти правила формулируются в метаязыке, и каждому предложению объектного языка они ставят в соответствие задаваемые в метаязыке условия, при которых это предложение истинно[47]
. Это позволяет дать строгое и точное описание отношений между предложениями языка и фактами. Взяв теорию Тарского в качестве основы, Карнап создал развернутую концепцию логической семантики в серии работ под общим названием «Исследования по семантике» («Studies in Semantics», 1942–1947)[48].