Il est l'auteur d'une épistémologie historique et d'une psychanalyse de la connaissance scientifique (la Formation de l'esprit scientifique, 1938). Il a analysé certains concepts préscientifiques pour fonder la notion de scientificité, qui repose sur un substrat souvent affectif, mais néanmoins fort. On doit également à Bachelard des analyses de l'imaginaire poétique, pour lequel il a établi une classification des symboles poétiques (l'Eau et les Rêves, 1942 ; la Poétique de l'espace, 1957).
