L'opera "filosofica" di Poincaré, risultato di dieci anni di riflessioni scientifiche, fu il primo tentativo dell'autore di affrontare alcune questioni di grande rilevanza nella scienza da un punto di vista filosofico, esaminando in particolare la natura del linguaggio, e il rapporto tra esperienza e conoscenza. Tuttavia, al convenzionalismo sistematico e generalizzato dei filosofi, Poincaré risponde con uno studio critico, interrogandosi anche sul ruolo e sui limiti delle convenzioni scientifiche. Spaziando dalla geometria alla meccanica razionale, dalla fisica al calcolo delle probabilità, egli tenta di definire in modo innovativo la funzione dell'esperienza in rapporto alla conoscenza e, in particolare, l'essenza del ragionamento matematico, soffermandosi su numerosi esempi tratti dalla storia dell'ottica e dell'elettricità, fino ai famosi saggi e capitoli dedicati alle geometrie non-euclidee, agli "incommensurabili" e alla "fine della materia".