我们认识自然有三种主要方法：对自然的观察、思考和实验

18世纪法国唯物主义哲学家狄德罗提出的关于认识方法的命题．狄德罗继承和发展了英国经验主义的认识论，提出了认识自然的三种方法，即观察、思考和实验。所谓观察方法就是人通过感官和借助于感官的辅助工具仪器进行观察，并搜集各种事实材料。狄德罗坚持“凡是存在于理智中的，无不先已存在于感性知觉中”这一经验论原则，明确主张人的一切知识都来源于感觉经验，对自然的观察是认识的起点。他反对贝克莱否定客观事物的存在，把事物看作感觉的复合的主观唯心主义观点，指出感觉不是主观自生的，而是外物作用于感官的结果，通过感觉，人们就能获得有关外物的事实材料。狄德罗十分重视事实材料在认识中的作用，他认为事实是哲学家的真正财富，只有建立在事实材料上的知识才是可靠的知识。那些轻视通过观察方法获得事实材料，只借助于抽象思辨建立起的庞大的哲学体系大厦，是没有根基的，迟早会遭到收集事实材料者的打击而倒塌．认识的第二种方法——思考，就是把已经收集起来的事实材料进行组合和整理。因为通过观察，我们对事物只能知其然，而不能知其所以然．事实材料只能告诉我们事物是怎样的，而要知道事物之所以如此的原因就需要进行思考。所以，人不仅要观察自然，还要解释自然，借助于思考把握事物的秩序。狄德罗既反对轻视感觉经验的理性哲学，也反对忽视理性思维的实验哲学。在他看来，二者在认识上都是片面的，正确的方法应该是在认识过程中把观察和思考、感觉和思维结合起来．可见，他对感性与理性关系的认识包含着合理的因素，比17世纪的经验论者前进了一步。但是由于深受唯名论的影响，他还不能正确理解科学的抽象和概括在认识中的作用，而只把思考方法局限在对事实材料进行排列和组合上。
认识的第三种方法是实验．利用实验，人们可以识别错误，验证认识的真伪，因为实验活动可以把主体与客体联系起来，证明人的主观认识是否与外界对象相符合。狄德罗并不否认逻辑推理在证明真理中的作用，但是他认为，逻辑推理的最后依据仍然是实验，科学实验是检验真理的唯一标准。狄德罗所提倡的实验方法是指科学家在实验室中的科学实验，而不是指社会生产实践活动，它与马克思主义的实践观有着本质的区别。