Popper parte dalla critica di Hume al procedimento induttivo, secondo la quale è logicamente impossibile giustificare una conclusione partendo dall'analisi di una somma finita di casi particolari, per contestare la possibilità stessa della verifica delle proposizioni scientifiche.
Tuttavia, se nessun numero di esempi confermanti può giustificare la verità di una proposizione universale, un solo esempio contrario consente invece di dimostrare la falsità, cioè di procedere alla sua falsificazione. E' quindi la falsificabilità e non la verificabilità, che costituisce il tratto caratteristico delle teorie scientifiche. E' la direzione stessa dell'indagine che viene in tal modo invertita: non si muove dai fatti alla costruzione delle teorie, ma dalle teorie al loro controllo mediante i fatti.
E poichè questo controllo avviene traendo deduttivamente dalle teorie le loro conseguenze osservabili, Popper designa il metodo da lui proposto come ipotetico-deduttivo: alla formulazione dell'ipotesi segue il suo controllo empirico mediante deduzione di fatti di esperienza espressi in asserzioni di base (1).
Se le asserzioni di base non risultano in accordo con l'esperienza, la teoria viene falsificata e quindi abbandonata: se invece questo accordo sussiste, la teoria è assunta soltanto provvisoriamente come vera, poichè in realtà essa conserva sempre un carattere ipotetico e congetturale e può quindi sempre venir confutata da controlli futuri.
Il rigetto dell'induzione si accompagna a sua volta ad un parallelo rigetto dell'osservatismo, ossia della teoria secondo cui lo scienziato "osserverebbe" la natura senza presupposti o ipotesi precostituite.
In realtà, controbatte Popper, la nostra mente non è un "recipiente" vuoto (una tabula rasa) ma un "faro" che illumina, ossia un deposito di ipotesi o di aspettative (quelle che l'ermeneutica chiama "precomprensioni") alla luce di cui recepiamo la realtà.
Per cui, nell'accostarci ai presunti "fatti", noi siamo già da sempre "impregnati" di teoria.
Questa dottrina può richiamare la tesi kantiana secondo cui il nostro intelletto non deriva i propri schemi mentali dalla natura, ma li impone ad essa. Popper stesso sottolinea l'affinità, anche se ne puntaulizza immediatamente la differenza, affermando che mentre per Kant gli schemi della mente sono necessariamente veri, in quanto la natura non può contraddirli, per il falsificazionista essi sono delle semplici ipotesi che l'esperienza può smentire sull'istante, ovvero che la natura può contraddire ad ogni momento.