观察实验和理论是相互联系、相互渗透的。观察和理论的这种关系是由观察的主观性和客观性所决定的。观察主观性与客观性的辩证统一决定了观察与理论的辩证统一。
体现在：1）观察和实验具有主观性，其主观性是由观察实验者所决定的：首先，观察实验属于实践活动，观察实验者作为活动的主体，在整个过程的各个环节中都发挥了其主观能动性，因而体现出主观性。其次，根据观察渗透理论，科学观察活动并非是单纯的感性活动，它处处体现出科学理论的影响。一定程度上加强了主观性。
2）观察和实验具有客观性，其客观性是由观察对象——物质世界的客观实在性所决定的。
