观察与理论的关系是科学认识论的核心问题之一。在这个问题上，科学哲学中存在两种观点：一种认为观察应该是独立于理论之外的纯粹中性观察，只有经过这种观察才能进入理论的阶段；另一种认为不存在纯粹中性的观察，任何观察都渗透理论。前一种观点主要为逻辑经验主义所持有，后一种观点就是著名的“观察渗透理论”观点，最早由美国科学哲学家汉森在《发现的模式》一书中提出，并为科学的社会历史学派所坚持。
从科学发展史和实际科学研究过程看，“观察渗透理论”的观点有其合理性。
首先，观察不仅是接收信息的过程，也是加工信息的过程。观察作为认识活动，由感觉材料和对感觉材料的组织方式两种因素构成，其中对感觉材料的组织方式与主体的知识背景密切相关。主体不同的知识背景、不同的理论指导、甚至不同的生活经验，都会对观察过程中外界提供的感觉材料进行挑选、加工和抽象化，对确定观察目的、设计观察程序、选择观察仪器、处理观察数据的各个环节产生影响，从而对同一感觉材料得出不同的观察陈述。
其次，任何观察陈述都要用科学语言表达出来，而科学语言总是与特定的科学理论相联系，当使用语言时，理论框架也就出现了。比如，当用波长为7000埃这个术语表示红光时，就暗含了光谱、波长、光学测量仪、实数集等一系列概念所构成的理论框架。正是在这个意义上，爱因斯坦认为，“是理论决定我们能够观察到的东西”，“只有理论，即只有关于自然规律的知识，才能使我们从感觉印象推论出基本现象。”
要承认“观察渗透理论”的合理性，但不能由此否认观察的客观性。实际上，理论的参与并不一定就否定了观察的客观性；恰恰相反，在能够正确反映客观事物本质的理论指导下，观察才能深刻，更贴近现实。渗透在观察中的理论主要是经过实践检验的理论，这种理论与需要由观察材料形成或由观察验证的猜想和假说是有区别的。正确的理论是观察客观性的保证，反过来观察客观性也为新理论的产生和检验提供了保证。另外，观察的客观性和规律的有效性是科学家共同体在长期科学实践活动中逐渐形成的，而不是由个别科学家的个别观察活动所决定的。
