Pour Bachelard, le véritable esprit scientifique se manifeste surtout dans l'attitude qui consiste à reconnaître et à poser les questions : « S'il n'y a pas eu de question, il ne peut y avoir de connaissance scientifique. Rien ne va de soi. Rien n'est donné. Tout est construit ». Allant à l'encontre de toute promotion d'une méthode unitaire, nécessairement limitée et réductrice, Bachelard montre en quoi la pensée scientifique se construit en surmontant les divers obstacles épistémologiques (empiriques, ontologiques, heuristiques ou conceptuels), qui entravent cette perception des problèmes et des conditions de leur résolution.
Cet ouvrage fondamental, qui se présente comme une « contribution à la psychanalyse de la connaissance », offre ainsi une véritable exploration de la démarche scientifique en même temps qu'une réflexion majeure sur l'histoire des sciences et de ses concepts.

Bachelard, épistémologue, critique littéraire, enseigna la physique avant que, touché par la théorie de la Relativité, il ne se convertisse à la philosophie, pour écrire une œuvre aux dimensions multiples.