观察是人们在一定的理论思维指导下，通过感官或借助科学仪器，在自然发生的条件下有目的、有计划地感知研究对象，从而获得科学事实的一种研究方法。理论对观察有如下作用：1）导向作用和助发现作用；2）整理经验的作用。
观察可分为自然观察和实验观察。自然观察是指人类对自然现象不作任何人工的变革而进行的一类观察。实验观察是通过对自然现象或事物人为进行积极干预后所进行的观察。实验观察是一种比自然观察更强有力的认识手段。第一，观察依赖于理论，观察中渗透着理论。理论决定了观察的目的和对象。第二，观察必须以正确的理论为指导。以反映客观事物本质的理论为指导，将在一定程度上保证观察的客观性；相反，当不完备甚至错误的理论或观点渗透到观察中时，就会导致错误观察。第三，任何观察陈述都是用某种理论语言构成的，理论提供了观察语言。观察陈述所利用的理论或概念框架越精确，观察陈述所表达的意义越精确。第四，观察陈述也是可错的。判断观察陈述正确与否，要依赖于理论的检验。任何完全独立于理论的“中立的观察语言”是不存在的，任何观察陈述都不同程度地渗透着理论的因素。第五，理论以观察为基础和源泉。科学理论和定律的发现来源与观察实验。科学理论和假说的发展完善离不开观察实验，其检验必须依靠观察实验。总之，观察和理论是相互联系、相互渗透的。观察和理论的这种关系是由观察的主观性和客观性所决定的。观察的主观性决定了理论必须依赖观察；观察的客观性决定了理论必然依赖观察。观察主观性与客观性的辩证统一决定了观察与理论的辩证统一。