C'est sous la plume d'Auguste Comte et d'Augustin Cournot que le terme de philosophie des sciences est apparu au XIXe siècle. Cette approche large précède l'épistémologie proprement dite et continue d'être pratiquée. La philosophie des sciences cherche à donner une vision générale de la science (sa valeur, ses manières de procéder, ainsi que ses évolutions). Elle s'intéresse à la vision du monde produite par les sciences et aux récits culturellement partageables qui en découlent, à la place des sciences dans la société, à leurs effets sur la société, ainsi qu'aux problèmes d’éthique qu'elles engendrent directement ou indirectement.
La philosophie des sciences étudie aussi aux diverses formes du savoir et précise leurs différences. En distinguant des types de savoirs ou de non-savoirs (de méconnaissances) et leurs sources, elle permet un jugement qualitatif sur leur validité dont les conséquences sont pratiques. On peut y associer l'histoire des idées. Elle permet de situer les connaissances scientifiques dans l’ensemble des savoirs et dans leur histoire. Elle montre ainsi qu'ils n'en sont pas dissociés, participant d'une même « épistémè » (M. Foucault). La philosophie des sciences prolonge de façon critique et réflexive l'activité scientifique.
La théorie de la connaissance (en général) est encore plus ancienne et remonte à la révolution scientifique du XVIIe siècle. Les auteurs ont eu besoin, dès ce moment, de caractériser et de différencier la philosophie naturelle de la théologie. La théorie de la connaissance s'attache à démonter les mécanismes producteurs du savoir, à identifier les présupposés théoriques et les implications métaphysiques qui en règlent l'exercice. Elle interroge les dimensions ontologiques, métaphysiques et éthiques que révèle tout acte de connaissance. L'étude critique des savoirs permet de proposer des démarcations entre mythe, idéologie, métaphysique, philosophie, savoirs empiriques, etc.
La philosophie des sciences, l'histoire des sciences, l’épistémologie, l'épistémologie historique forment un ensemble de savoirs complémentaires concernant la connaissance savante. Chacune a une orientation propre et impose une méthode de travail. Cependant, une même étude peut mélanger toutes ces démarches.