L'épistémologie caractérise les sciences présentes et passées, en vue de juger de leur valeur, et notamment de leur prétention à se rapprocher de l'idéal d'une connaissance certaine parce qu'authentiquement fondée.
Comment les théories scientifiques sont-elles élaborées et testées ?
Quels types de facteurs conduisent à les accepter ou à les rejeter ?
Le fait qu'une théorie formule des prédictions effectivement réalisées implique-t-il que cette théorie soit vraie ?
Y a-t-il un progrès scientifique ?
Les disciplines qui ne procèdent pas selon le modèle de la physique peuvent-elles être considérées comme des sciences dignes de ce nom ?
L’essentiel de l’ouvrage présente les grandes questions « classiques » de l'épistémologie et analyse les principaux types de réponses qui y ont été apportées. Il s'emploie à dresser un état des lieux didactique, avec le souci d'examiner (et de prémunir le lecteur contre) un certain nombre de confusions et de malentendus récurrents. Il s'adresse à tous ceux — lycéens, étudiants, enseignants, etc. — qui désirent réfléchir sur la science.
Un dernier chapitre plus personnel, ajouté à la deuxième édition de 2009, discute quelques problématiques ayant émergé récemment, au cours des dernières décennies, dans le cadre de ce qu'on a appelé le « tournant pratique » des études sur les sciences. Une attention spéciale est accordée à la question de la contingence ou de l’inévitabilité des résultats scientifiques.
Cette troisième édition conserve la structure de la précédente, mais introduit localement dans le corps du texte nombre de modifications qui impliquent parfois des transformations substantielles. Elle intègre également des compléments et actualisations bibliographiques.