認識論的根本問題是人能不能認識世界的問題，這是兩千多年來聳立在歐洲哲學大門口的一個大問題。對此各哲學派別有著嚴重的分歧。但是生活又不能等待這個問題的解決。培根在這個問題上采取了一種全新的態度。他認為，在哲學上以我們知識的可靠性這個問題為“開端”是一個錯誤，這個問題也許就是我們可能“結束”之處。這個問題必須不用爭論，而用嚐試來解決。其實他是堅信人能認識真理，不過他認為“在實踐上最有用的，在理論上就是最正確的”。而要取得這種正確的認識，關鍵是要讓實踐力與理解力複婚。“從這場婚姻中我們可以希望能產生人類的助力，並也可以產生一家一族的發明，這些發明將在某種程度上克服人類的貧乏與痛苦。”培根通過對以往哲學的剖析，認識到，人們所以不能正確反映客觀世界，這是由於他們本身具有獲得真理的心理障礙。他依據這些心理障礙的不同性質把它們區分為“種族幻象”、“洞穴幻象”、“市場幻象”、“劇場幻象”，力圖通過對這些幻象的分析、探索，揭露人類認識產生謬誤的根源。這就形成了他的有名的具有獨創性的幻象說。
“種族幻象”“是從人的天性中來的”，他說，“人的理智就好像一麵不平的鏡子，由於不規則地接受光線，因而把事物性質和自己的性質攪混到一塊兒，使事物的性質受到了歪曲，改變了顏色。”具體地說，這種幻象的產生“或者是由於人的精神的實體氣質相同，或者是由於它的成見，或者是由於它的狹隘性，或者是由於它的無休止的運動，或者是由於一種感情的灌注，或者是由於感官的無力，或者是由於印象產生的方式。”培根認為，要達到“符合尺度的真理”，就必須剔除這種幻象，其途徑就是科學實驗。
培根所講的“洞穴幻象”是指每個具體的人由於從自己的性格、愛好、所受教育和所處環境出發來觀察事物，因而歪曲了事物的真相這種情況。培根認為“每一個人都有自己的洞穴，使自然之光發生曲折和改變顏色。”培根在這裏實際上是要求人們在認識事物時考慮到主體自身特有的特征對認識所發生的影響。
培根認為“市場幻象”是由人們在交際中由於語言概念的不確定、不嚴格而產生的認識謬誤。在他看來，這種幻象最難消除。這是因為，語言作為交流思想的媒介物，要想暢通無阻，就必須有適合於一般人的理解能力的確定含義。可是人的思維，特別是科學家的思維決不會滿足於此，“當一個更敏銳或更勤於觀察的理智要改變這些界限來適合自然的真正劃分時，語言從中作梗，並且反抗這種改變。”因此培根要求語言、概念的涵義必須清晰明確，而且必須是真實地從事物中抽象出來的。
關於“劇場幻象”，培根有一個明確的表述：“最後，還有那些從哲學家的各式教條中移植入人類頭腦中的幻象。我們把它稱之為‘劇場幻象’，因為在我看來，哲學中一切已經成立的體係都不過是一些舞台上的戲劇而已。它們都是些幻想的世界，由它們的作者以自己的更高的想象力而創造出來的。”這就是說，由於不加批判地盲目崇拜傳統的或當時流行的各種科學和哲學原理及權威而發生的錯誤，這實際上是揭露了神學的唯心主義以及一切謬誤的根源，正在於以虛幻的世界取代了真實的世界。這種虛構的舞台雖然看上去比真實世界更真實，但卻遠離了客觀真理。
培根提出幻象說在當時具有重大的理論與實踐意義。首先它有力地反對了迷信權威、崇拜教條的傾向，這在當時對解放思想、摧毀封建主義思想堡壘起了重要作用。其次，在當時培根就看到了人們認識脫離被認識對象在認識過程本身是有原因的，這確是很深刻的。這為後來馬克思主義正確揭示唯心主義產生的認識論根源提供了可資借鑒的寶貴資料。此外，培根在幻象學說中還接觸到了認識論中一係列複雜問題，如主觀與客觀、感性認識與理性認識、思維與語言等等的對立統一關係問題，啟發了後來的哲學研究。
培根的幻象說也與他的其他思想一樣具有不少錯誤，如他在談論人在認識事物時各種主觀因素所產生的消極影響的同時，把認識主體在認識過程中的創造性也等同於幻象，放在排除之列，從而忽視了認識的能動性，陷入了形而上學的機械反映論；把真理與謬誤絕對地對立起來，也是培根幻象說的一個缺陷。但是，瑕不掩瑜，培根幻象說的意義是很大的，它對錯誤產生的根源的揭露具有永久的價值，所以一直受到人們的重視。