教育研究作为一种认识活动，由于受到各种因素的制约影响，因此，存在相对独立的、不同层次不同水平的认识。
总体分析，教育研究存在经验和理论两个不同层次。经验层次的研究，是从生动的直观来反映客体外部联系，是描述性的经验知识,其逻辑形式是查明事实的个别判断或是描述现象的某个体系。而理论层次的教育研究，则是反应教育现象的内在联系和发展的规律性，是解释性的理论知识,其逻辑形式是说明客体的抽象体系。教育研究的经验层次和理论层次，层次间界限是有条件的，反映了教育研究活动中人们认识的发展过程。经验层次是理论学说的出发点，是科学认识发展的基础，而理论层次，建立新的理论体系，把握教育发展的客观规律则是我们进行教育研究的目的。只有达到理论层次的认识，才能达到普遍性和具体性，才具有实际运用的无限范围。
教育研究的两个层次具体表现为四种不同水平：
第一种水平是直觉观察水平，这是经验描述水平，带有较大的尝试探索性，属于搜集事实材料形成经验知识水平。
在这一水平上的研究回答的问题是“发生了什么？”例如，小学一二年级学生一节课能识多少字？男女学生识字方面有什么不同特点？
第二种水平是探究原因水平。有一定的理论指导并以科学理论解释研究成果，能较好地描述研究对象的内在关系。
在这一水平上的研究，回答的问题是“为什么会发生这种现象？”属于探究原因关系的研究，其研究结果涉及研究的内在效度，例如,学生识字能力的增强是因为采用了新的识字方法。这种新识字方法是在学生掌握汉语拼音、笔顺笔画规则以及一定独体字基础上，利用基本字带字，引导学生以结构的观点分析字形，根据上下文推测字义，通过学生自己主动认读从而实现识字教学的整体高效。
第三种水平是迁移推广水平。教育研究的结果能较好地推广应用到同一总体中的不同环境条件，甚至是不同总体的不同环境条件。研究有较科学的实施方案，具有可操作性，对研究条件有明确的规定，因此有较好的外在效度。
在这一水平上的研究，回答的问题是“在不同环境条件下将发生同样现象吗？”例如，新的识字教学方法在城市条件好的小学可行，在农村小学也可以釆用吗？在正常儿童中可行，在特殊儿童中也可行吗？
第四种水平是理论研究水平，这是教育研究的最高水平，通过教育研究形成较完善的理论体系,解释和预示教育发展的客观规律。
在这一水平上的研究，回答的问题是“研究中有哪些潜在的基础理论原则？”例如，新教学法之所以有效，是由于它符合汉字结构特点，符合儿童识字的认识特点以及强化的学习日程安排，并通过对集中识字与传统识字法的特点与不足的对比研究，找到各自的适用范围和条件。
当然，这四种研究水平之间有相互渗透与交叉，它们实际是教育研究发展的四个阶段。没有经验描述水平的研究，要探索内在规律就失去了基础，而没有内在效度的研究，本身就是无价值的，同时也就不可能具有好的外在效度。没有效度的研究则是毫无意义的。