Cet ouvrage discute des questions sceptiques traditionnelles touchant le monde extérieur, les autres esprits, l'induction et la réalité du passé, puis de différentes formes de réductionnisme touchant les propriétés morales, les couleurs, les états mentaux et les universaux.

L'ouvrage majeur de Pierre Duhem en philosophie des sciences, a mis plus d'un siècle à devenir un classique. D'importantes questions de philosophie et de physique y sont abordées : usage des modèles, construction des grandeurs, approximation, rapport entre mathématiques et physique, usage de l'histoire dans l'enseignement de la physique.