建立科学理论体系有多种方法，其中从抽象上升到具体的方法、公理化方法、逻辑和历史的相统一的方法是几种常用的方法。
1．从抽象上升列具体的方法
从抽象上升到具体的方法，是将科学研究已经获得的结果（概念、原理、规律等），按照从低级到高级、从简单到复杂、从抽象到具体的上升过程加以系统化，从而构造一个严密的科学理论体系的方法。例如，经典电磁学理论体系的建立过程是：第一步从感性现象(如雷电、摩擦生电、磁石吸铁等)中，抽象出若干概念和定律，如电荷、电势、电场、电流、磁场、磁通量，如库仑定律、欧姆定律、法拉第定律、比奥·沙伐尔定律、安培定律；第二步寻找概念和定律之间的内在联系，如麦克斯韦引入“位移电流”新概念并建立了一组微分方程，揭示了电荷、电流、电场、磁场之间的关系；第三步揭示光、电、磁现象本质的统一，使认识达到“思维中的具体”。
从电磁学理论体系建立的过程看，构成逻辑起点的概念开始是比较简单、抽象和贫乏的，随着逻辑的展开，概念的规定越来越复杂、具体和丰富，最后把事物的各种联系在思维中完整地复制出来，即把事物作为整体在思维中再现出来，达到思维中的具体。这种从抽象上升到具体的过程就是科学理论体系的构造过程。“具体之所以具体，因为它是许多规定的综合，因而是多样性的统一，因此它在思维中表现为综合的过程，表现为结果，而不是表现为起点。”
它启迪人们，应用从抽象上升到具体的方法构造科学理论体系时，需要遵循下述方法论原则：
第—，上升起点的简单性。即构成理论体系的逻辑起点或初始“细胞’’应是简单的抽象规定，如电磁学中的电荷、电势等。它是最简单、最原始、最抽象的独立要素，它并不是主观随意确定的、空洞的抽象，而是反映对象共有的一般属性和关系，是真实的东西，从而蕴含着发育为最复杂、最高级、最具体的完整“机体”的一切胚芽。第二，上升过程的层次性。即上升过程的内在逻辑机制按序展开。从起点开始，思维程序应从简单内容到复杂内容，从较低层次上升到较高层次，从抽象规定推演到具体结果，依次展开，不能跳过中间环节和相邻层次。每上升一步，初始“细胞”便以扬弃的形式包含在上升的结果中，而结果又包含着进一步上升的机制，直至理论体系的建立。第三，上升结果的具体性。它不是对“感性具体”的简单复归，而是把它当作一个“精神的具体”在思维中完整地复制出来，这种具体是客观现实内容和主观思维形式的统一。因此这种上升过程不能局限在纯思维领域凭借逻辑演绎来推导和证明上升的结果，还需“不断接触现实”，补充实际例证，并用科学事实来验证每一步上升结果的真理性。这就是说，从抽象上升到具体，不仅仅是一个演绎过程，而且也是一个综合过程，这是科学的上升法不同于纯粹演绎法的地方。
2．公理化方法
用公理化方法构建科学理论体系是该方法在科学认识中的重要作用之一，它是从尽可能少的基本概念、公理、公设出发，运用演绎推理规则，推导出一系列的命题和定理，并依次排列建立整个理论体系的方法。
公理化方法发端于数学b欧几里得几何学体系是古典公理化体系的第一个样本。欧几里得在《几何原本》中以23个定义、5条公理和5条公设为出发点，依次推出467个数学命题，将古代关于几何学的知识系统化为一个逻辑上完美、严密的体系o这对科学理论的发展产生了深远影响，其方法相继为其他科学领域所运用。例如，阿基米德用7条公设，演绎出15条定理，建立了静力学理论体系。牛顿用公理演绎法建立了经典力学的理论体系。对此爱因斯坦给予了充分肯定，他说：“我们推崇古代希腊是西方科学的摇篮。在那里，世界第一次目睹了一个逻辑体系的奇迹，这个逻辑体系如此精密地一步一步推进，以致它的每一个命题都是绝对不容置疑的——我这里说的就是欧几里得几何。推理的这种可赞叹的胜利，使人类智慧获得了为取得以后的成功所必需的信心。”然而正如前章所讨论的，公理化方法与不完全性原理有不解之缘，它虽然在构造科学理论体系时有十分重要的作用，但也存在其固有的局限性。
3．逻辑与历史相统一的方法
在科学理论体系的构造中，从抽象上升到具体的逻辑程序和公理一演绎的逻辑程序具有内在的一致性，即都是按照从低级到高级、从简单到复杂的方向运动的。思维、逻辑归根结底是对自然历史过程的反映，无论是自然本身的发展过程还是人对自然认识的发展过程都是按照从低级到高级、从简单到复杂的方向运动的。因此逻辑和历史的统一是必然的，即“从最简单上升到复杂这个抽象思维的进程符合现实的历史过程”。换言之，一个成熟的科学理论体系，不仅要实现从抽象到具体的上升，同时也应达到历史的和逻辑的统一。如果说“抽象一具体”上升法只规定了在科学理论体系的逻辑结构中完整地再现具体的现实对象，那末，“逻辑一历史统一法”则更进一步规定了复制具体的逻辑程序应反映现实对象的历史过程。这样，逻辑和历史相统一的方法就为构造科学理论体系提供了更加切实的方法论手段。
所谓历史是指客观事物的客观发展过程，也可推广为人类对它的认识的发展过程。所谓逻辑是指人的思维对客观事物发展规律的概括反映，亦即历史的东西在理性思维中的再现。所谓“逻辑和历史的统一”是指历史的东西是第一性的，是逻辑的客观基础；逻辑的东西是第二性的是对历史的理论概括。历史的东西决定逻辑的东西，逻辑的东西是由历史的东西派生出来的，二者是辩证统一的。
历史和逻辑的统一主要有以下三方面表现：
第一，自然界具体的、个别事物的演化与“类”的演化趋势相一致。这生动的体现在生物的系统发育和个体发育相互关系的过程中。以人类为例，系统发育经历了漫长的岁月，仅从猿类进化到人类就经历了上千万年，人的胚胎发育过程只需“十月怀胎”，便可“一朝分娩”，但它却以“浓缩”的形式再现了系统发育漫长的历程。这在生物学上叫“重演律”，个体发育过程既是生物进化的历史结果，又表现了生物群体演化的逻辑次序。又如，地壳演化的总体趋势是从基性到酸性(即SiQ含量逐步增加)，而在这当中每一个岩浆演化序列同样表现出这种趋势。
第二，个别人的认识发展同人类认识发展过程相一致。人类的认识经历了从具体到抽象、从个别到一般的过程(如从结绳计数到抽象出包罗万象的。儿童学数也是借助手指而后建立数的概念的。
第三，科学概念的发展与人类思想史、科学发展史相一致。任何一门科学都是一个概念、范畴的体系，它们都是对外部世界认识的总结，因而概念的历史发展的顺序同科学逻辑结构的发展顺序是基本一致的。正如黑格尔指出的：“在科学上最初的东西，也一定是历史上最初的东西。”也就是说，当我们想了解某一门学科的发展史时，不妨到大学里去看一看该专业的教学计划便可窥一斑。
需指出的是历史的和逻辑的统一不是等同的，逻辑的东西反映历史的东西不是机械的、简单的照相或复制，而是在思维中“修正过”的历史的东西，即对事实材料和过程进行了理性的加工，即透过偶然抓必然、撇开次要抓主要、剔除假象抓真象、舍弃偏离、曲折和倒退抓住基本方向、趋势和线索，把客观事物化繁为简，把历史过程裁弯取直，从而在纯粹形态上把握历史发展的内在规律性，使历史规律以简单的形式、严密的逻辑，鲜明而突出的再思维中。上述情形正如思格斯指出的：“历史从哪里开始，思想进程也应当从哪里开始，而思想进程的进一步发展不过是历史过程在抽象的、理论上前后一贯的形式上的反映，这种反映是经过修正的，然而是按照现实的历史过程本身的规律修正的。”这种修正过的逻辑的东西，它是对历史的本质更深刻的反映。
运用逻辑的和历史的统一方法建立科学理论体系大体有如下两种方式：
（1）按逻辑发展程序和自然本身的历史过程相一致的原则建立理论体系。一般说来，经验性较强的自然科学理论体系是采用这种方法建立的。例如，化学的理论体系是从简单的元素开始，然后从元素到化合物，从无机化合物到有机化合物，从小分子到大分子等，这里逻辑展开程序和自然历史过程是一致的。
（2）按逻辑发展程序和人类认识自然历史过程相一致的原则建立理论体系。一般说来，理论性较强的学科，如数学和数学化的自然科学理论体系采用这种方法来构造。
