Танин мэдэхүйн онолд судалгааны түвшинг онолын ба эмпирик гэж хоёр ангилдаг. Онолын түвшинд танин мэдэхүйн логик аргууд зонхилдог. Логик ухагдахуунууд, оюун дүгнэлтүүд, сэтгэлгээний, загварчлалын, туршилтын аргуудад суурилдаг. Эмпирик түвшинд хүртэхүйн эрхтнүүдийн мэдрэх чадвар, хэмжих багаж төхөөрөмжийн нарийвчлал, туршилтын баримт материалууд, статистик боловсруулалт, график байгуулалт ба масштабыг зөв сонгох чухал үүрэгтэй.