观察、实验、模拟虽然都是物理操作，属于感性物质活动，然而却又都在理论参与下进行，离不开理论的启示和导引。理论对这些活动的渗透，主要有：
1）理论帮助选择观察实验对象，使之具有典型性。观察实验的要求之一是对所研究的问题有足够的代表性，便于观察，对过于复杂或随机性大的对象，都不是适宜对象。如果缺乏足够的理论分析，不可能选择出合适的观察实验对象。
2）理论帮助选择测量系统，使之具有对主、客体的适应性。仪器作为一类研究中介，仅在能使主体感官加以适当延伸并使客体信息得以适宜呈现的情况下才是有效的。而这种有效性需要靠体现相应理论的工作原理来保证。
3）理论帮助处理观察实验结果，使之具有确定的理解。对对象的感受与对对象的理解并不是一回事，不同的理论背景下，其理解也将不相同。要确定理解观察实验结果的意义，就需要引入相应的理论知识。
观察渗透理论并不意味着观察不具有客观性，更不意味着观察只是主观行为，而是意味着观察需要借助正确理论的导引才能更真实、更深刻地反映对象。