Передумовою перетворення науки Бекон вважав критику всієї попередньої схоластики і сумнів в істинності всього, що дотепер вважалося істиною. Проте цей сумнів не самоціль, а лише засіб для того, щоб знайти дорогу до істини. Бекон зовсім не скептик, навпаки, він переконаний в можливості досягнення цілком достовірного знання.

Невірогідність відомого досі знання обумовлена, по Бекону, ненадійністю умоглядної форми висновку і доказу. Спираючись на логіку Арістотеля, схоластика вважає такою формою силогізм. Силогізм складається з думок, думки - з понять. Але поняття здобуваються звичайно шляхом дуже поспішного і недосить обгрунтованого узагальнення. Тому першою умовою реформи науки, прогресу знання є удосконалення методів узагальнення, утворення понять. Оскільки процес узагальнення є індукція, то логічною підставою реформи науки повинна бути нова теорія індукції.

До Бекона філософи, що писали про індукцію, звертали увагу головним чином на ті випадки або факти, які підтверджують доводжувані або узагальнювані положення. Бекон підкреслив значення тих випадків, які спростовують узагальнення, суперечать йому. Це так звані негативні інстанції. Вже один-єдиний такий випадок здатний повністю або принаймні частково спростувати поспішне узагальнення. По Бекону, зневага до негативних інстанцій є головна причина помилок, марновірств і забобонів.

Умовою реформи науки повинне бути також очищення розуму від помилок. Бекон розрізняє чотири види помилок або перешкод, на шляху пізнання - чотири види «ідолів» (помилкових образів) або примар. Це - «ідоли роду», «ідоли печери», «ідоли площі» і «ідоли театру».

«Ідоли роду» - перешкоди, обумовлені загальною для всіх людей природою. Людина судить про природу по аналогії з власними властивостями. Звідси виникають телеологічне уявлення про природу помилки, виникаючі з недосконалості людських відчуттів під впливом різних бажань, ваблень. «Ідоли печери» - помилки, які властиві не всьому людському роду, а тільки деяким групам людей внаслідок суб'єктивних переваг, симпатій, антипатій учених: одні більше бачать відмінності між предметами, інші - їх схожість; одні схильні вірити в непогрішимий авторитет старовини, інші, навпаки, віддають перевагу тільки новому. «Ідоли площі» - перешкоди, що виникають унаслідок спілкування між людьми за допомогою слів. У багатьох випадках значення слів були встановлені не на основі пізнання суті предмету, а на підставі абсолютно випадкового враження від цього предмету. «Ідоли театру» - перешкоди, породжувані в науці некритично засвоєними, помилковими думками «Ідоли театру» не природжені нашому розуму, вони виникають унаслідок підпорядкування розуму помилковим переконанням.

Знання видів перешкод, що підстерігають розум людини при дослідженні природи, допомагає уникнути помилок. Проте це знання лише негативна задача при створенні наукового методу. Необхідно також і позитивне вчення про метод дослідження. Вивчаючи історію науки, Бекон дійшов висновку, що в ній чітко виступають два шляхи, або метод, дослідження: метод догматичний і метод емпіричний. Вчений, наступний догматичному методу, починає свою роботу із загальних умоглядних положень і прагне вивести з них всі окремі випадки. Догматик схожий на павука, який з самого себе тче свою павутину. Вчений, наступний емпіричному методу, прагне тільки до максимального накопичення фактів, він схожий на мурашку, яка безладно тягне в мурашник все, що ні трапиться йому на шляху. Істинний метод полягає в розумовій переробці матеріалів, які доставляє досвід. Вчений, наступний такому методу, схожий на бджолу, яка збирає з квітів солодкі соки, але не залишає їх в тому вигляді, в якому висмоктує, а переробляє їх в мед власною діяльністю.

Дотепер, говорить Бекон, відкриття робилися випадково, не методично. Відкриттів було б зроблено набагато більше, якби дослідники були озброєні правильним методом. Метод - це шлях, головний засіб дослідження. До нього відносяться, по-перше, знаряддя, що удосконалюють здатність нашого сприйняття, по-друге, знаряддя, що удосконалюють саму людську думку. Науку розширює не пасивне споглядання, а експеримент, тобто навмисне, активне випробування природи. Учений за допомогою експерименту одержує відповіді на поставлені перед природою питання.

Дослідження внутрішньо властивих матерії форм складають, по Бекону, основну задачу істинної індукції. Форма є матеріальна суть властивості, що належить предмету. Так, форма теплоти є певний вид руху. Але в предметі форма будь-якої властивості існує не ізольований від інших властивостей того ж предмету. Тому, щоб знайти форму деякої властивості, необхідно виключити з предмету все, що випадково пов'язано в ньому з шуканою формою і що не відноситься до даної властивості. Це виключення з предмету всього, що не зв'язане в ньому істотно з даною властивістю, не може бути реальним виключенням, оскільки в самому предметі всі його риси і властивості існують разом і злито. Це уявне, логічне виключення, відвернення, або абстракція.

Матеріалістичне поняття форми, що розроблялося Беконом, розвинулося в полеміці проти умоглядного розуміння форми у Платона і Арістотеля. У фізичному аспекті форма, по Бекону, рід руху матеріальних частинок, з яких складається тіло. Так само матеріальні властивості або якості предмету.

Окрім матеріалістично обгрунтованої теорії індукції Бекон розробив нову систему класифікацій наук,