Логический позитивизм (или логический эмпиризм), отвергающий метафизику и стремящийся найти истину о мире исключительно с помощью естественных наук, обязан своим названием двум главным тезисам: 1) решение философской проблемы требует логического анализа языка, на котором формулируется проблема, и поэтому логика играет центральную роль в философии; 2) любая значимая теория, не являющаяся чисто логической или математической, должна быть доступна эмпирической проверке. Широко известна работа Карнапа Преодоление метафизики посредством логического анализа языка (Die berwindung der Methaphysik durch logische Analyse der Sprache, 1932). Труды философа содержат тщательную разработку этих тезисов и образуют широкий теоретический базис для их применения; в них также разрабатываются инструменты логического анализа в философии. Среди работ Карнапа, посвященных логике и семантике, – Логическая конструкция мира (Der logische Aufbau der Welt, 1928); Очерк логистики (Abriss der Logistik, 1929); Логический синтаксис языка (Der logische Syntax der Sprache, 1934; англ. авторизованное издание – The Logical Syntax of Language, 1937), Основания логики и математики (Foundations of Logic and Mathematics, 1939), Исследования по семантике (Studies in Semantics, v. 1–2, 1942–1943), Значение и необходимость (Meaning and Necessity, 1947), Введение в символическую логику и ее приложения (Introduction to Symbolic Logic and Its Applications, 1958), а также другие книги и множество статей. Анализ Карнапом философских проблем, включая обсуждение принципа проверки, содержится в его сочинениях, посвященных теории познания и философии науки.

Карнап доказывает, что в различных областях естественных и социальных наук используется один общий метод проверки гипотез и теорий, а понятия, используемые в этих областях, могут быть сведены, с помощью особых «предложений сведения» (операциональных определений и постулатов значения), к одному общему базису – понятиям, которые мы употребляем для описания знакомого всем физического мира, нас окружающего (т.н. физикализм). Важным результатом Карнапа в анализе соотношения теории и опыта является строго формализованная количественная теория логической вероятности, т.е. степени индуктивного, или вероятностного, подтверждения теории. Главные его работы в этой области: Логические основания вероятности (Logical Foundations of Probability, 1950) и Континуум индуктивных методов (The Continuum of Inductive Methods, 1951). Последние годы жизни Карнап посвятил разработке различных аспектов и приложений индуктивной логики.