Il est l'un des promoteurs du cercle de Vienne. Il a cherché à formaliser tout langage à partir de l'approche syntaxique des langages de Hilbert. Une des premières tâches que s'est fixée Carnap a été de tenter d'éliminer les concepts et les problèmes métaphysiques grâce à une analyse syntaxique bien conduite. Il se propose également d'unifier l'ensemble des connaissances scientifiques. Il a écrit : la Syntaxe logique de la langue (1934), Signification et nécessité (1947).