Показано, что структура знания любой науки имеет вертикальную организацию, состоящую из четырех основных уровней: чувственного, эмпирического, теоретического и метатеоретического. Каждый из уровней научного знания относительно независим от других уровней как по своему предмету, так и по методам фиксации и описания его содержания. Отмечено, что предметом чувственного уровня научного знания является множество чувственных моделей познаваемых наукой объектов, а предметом эмпирического уровня научного знания — множество абстрактных объектов, создаваемых мышлением путем абстрагирования и комбинаторики свойств чувственных объектов. По своему содержанию множество абстрактных объектов науки в чем-то беднее содержания ее чувственных объектов, а чем-то богаче за счет «продуктивного воображения» (Кант) и комбинаторики мышлением наблюдавшихся свойств объектов. Показано, что благодаря различию содержания чувственного и эмпирического уровней научного знания между ними не существует отношения логической выводимости одного из другого, но есть другой вид взаимосвязи, сущность которого составляет конструктивное отождествление их содержания на базе когнитивной воли, конвенций, а также консенсуса научного сообщества. В его основе лежит метод проб и ошибок. Подробно описаны структура эмпирического знания в науке, его основные единицы, методы их конструирования и функции в общем процессе научного познания.