王夫之的唯物论和辩证法系统地介绍了世界的物质性及其存在方式，那么，人是否可以认识这个客观世界，又该以什么方式认识客观世界呢？他从“能”、“所”的关系出发，探讨了“格物”与“致知”、“知”与“行”等问题，运用朴素的唯物辩证法把认识论发展到一个新的水平。
（一）“能”与“所”
主观与客观的关系是认识论的首要问题，王夫之通过对“能”、“所”关系的探讨解决了这一问题。“能”与“所”原是佛学的一对范畴，名僧僧肇在《肇论·般若无知论》中说：“般若即能知也，五阴即所知也。”可见，“能”就是能知，是主观认识，“所”就是所知，是认识对象。佛学提出这两个概念来区分主观和客观后，销“所”于“能”之中，让主观吞没了客观。后世的理学和心学受佛教影响，也混淆了主观和客观的关系，以“能”为“所”，甚至把一切事物都看做心的体现。王夫之批驳了上述观点，改造了佛学的“能”、“所”范畴，重新界定了主体与客体之间的关系。
王夫之在《尚书引义》中说：“其所谓‘能’者即用也，所谓‘所’者即体也……所谓‘能’者即思也，所谓‘所’者即位也……所谓‘能’者即己也，所谓‘所’者即物也……”他把能所解释为体用、思位、己物，并分别从这三个方面论证了“所”的第一性和“能”的第二性。
首先，“所谓‘能’者即用也，所谓‘所’者即体也”，王夫之把“所”看成是事物的“体”，“能”看成是“用”，他认为，“体”是事物的形体、实体，不从属于主体，而是离开人们的主观意识独立存在的事物；“用”是指功能、属性，是客观事物作用于人的主观表现。他在《周易外传》中用车乘、器贮形象地说明了两者的关系：“无车何乘？无器何贮？故曰体以致用；不贮非器，不乘非车，故曰用以备体。”车是“体”，有车才有乘的作用，同样，有器才有储存物品的作用，因此，有“体”才能产生“用”；相反，没有乘的作用不是车，没有储藏作用的不是器，“用”是“体”的作用。王夫之用“体”相对于“用”的第一性，形象地比喻了“所”对“能”的决定作用，证明了“所”的第一性和“能”的第二性。
第二，“所谓‘能’者即思也，所谓‘所’者即位也”，王夫之用“思”、“位”来说明“能”、“所”的关系。“思”是思考，“位”是位置或处境，王夫之认为有“位”才有“思”，人之所以认识天地的存在是因为天地有了固定的位置，“故曰‘天地有定位’，谓人之始觉，知有此而定位也，非有所在有所不在者也”（《周易外传》），“人之始觉”是能，它发生在“天地定位”之后，人之所以有认识是因为天地定位的客观存在，而不是什么“有所在有所不在者”的问题。因此，“思”在“位”之后，客体是第一位的。
最后，“所谓‘能’者即己也，所谓‘所’者即物也”，“己”当然是指主体，“物”则是自然界的客体，王夫之直接把“能”“所”与主客体联系在一起，认为“物”作为认识对象，必须确实存在，才可以去认识，才能使“己”发挥作用，因“所”以发“能”，证明了“所”的第一性。
如上所述，王夫之从体用、思位、己物等方面证明了“所”决定“能”，客体决定主体，坚持了唯物主义认识论的前提 主观认识是客观对象的反应，摆正了主观与客观的位置。
客体对主体固然有决定作用，但王夫之的认识论不局限于此，他还指出人在客观世界面前具有认识的主动权，并在一定程度上看到了主体对客体的能动作用。
王夫之在《尚书引义》中说：“己欲交而后交，则己固有权已。”“交”是指人接触外界事物，“权”是指人的主动性，他认为人对外界事物是有认识的主动权的。“有物于此，过乎吾前，而或见焉，或不见焉。其不见者，非物不来也，己不往也。”（同上），人对外界事物认识不认识，不取决于事物，而取决于主体是否发挥认识的主动性。
王夫之还指出，只有发挥主动性，对事物的认识才能不断深化和发展，对事物的认识不断深化和发展，才能深刻认识事物的本质，并在此基础上发挥能动作用，“治器”、“用器”（《周易外传》）、“以知能之力推而行之”（《四书笺解》）。关于主体对客体的能动作用，王夫之认为并不是无条件的，“能”产生于“所”，就必然不能与“所”分离，因此，王夫之提出“能”必副其“所”，必须在对客观事物如实反映的基础上发挥能动作用，不能偏离实际，走唯心主义的道路。
（二）知觉的产生与“格物”、“致知”两个阶段
明确了主观与客观的关系后，王夫之又论证了主观是如何认识客观的，即知觉的产生问题。他认为，知觉是认识活动的开始，知觉的产生需要三个条件：“形也，神也，物也，三相遇而知觉乃发。”（《张子正蒙注》）这里涉及知觉和形、神、物几个概念。他对知觉的解释见于《读四书大全说》：“随见别白曰知，触心警醒曰觉。”一看就明白是什么叫“知”，通过思考对事物有所了解的叫“觉”，知相当于感性认识，觉相当于理性认识。“形”是指耳、目、口、体等人的感觉器官，它们的作用是“由目辨色”、“由耳审声”、“由口知味”（《尚书引义》），“视听之明，可以摄物，心知之量，可以受物”（《张子正蒙注》），总之，感官可以反映外界事物，“形”是知觉发生的必要条件。“神”指精神、思维，它们既支配肢体活动，也支配着知觉的发生，王夫之在《尚书引义》中说：“一人之身，居要者心也。而心之神明，散寄于五藏，待感于五官。”可见，感官是理性思维的载体，理性思维靠感官达到对事物的认识。“形”和“神”都是知觉发生的主体条件，“物”则是知觉发生的客观源泉，是认识的对象，它包括从自然界到人类社会的一切事物：“天之风霆雨露亦物也，地之山陵原隰亦物也……凡民之父子兄弟亦物也，往圣之嘉言懿行亦物也……”（《尚书引义》）可见，物是知觉的源泉，形是认识的桥梁，神在知觉中起控制作用，形、神、物这三者相遇，知觉才会产生。
王夫之还认为，在知觉产生过程中，有感性认识阶段和理性认识阶段，即“格物”和“致知”两个阶段。
“格物致知”是《礼记·大学》中首先提出的思想，因其意义不明，后世对此有很多不同的理解，主要的是理学和心学两派的解释。以朱熹为代表的理学家认为，“格物”和“致知”是认识“理”的两种途径，以王阳明为代表的心学家认为“格物致知”就是获得心中的道理。王夫之则对格物致知作了全新的解释。
王夫之认为，“格物”和“致知”是认识的两个阶段。“格物”阶段是认识的前一阶段，即感性认识阶段，他在《读四书大全说》中讲：“大抵格物之功，心官与耳目均用，学问为主而思辨辅之，所思所辨者，皆其所学问之事。”可见，在格物阶段，以感觉器官为主，思维器官为辅，主要任务是广泛地认识事物的现象，获得学问，这是认识的第一步，在整个认识过程中有极其重要的位置。但是，人们不能只停留在对事物现象的认识，格物阶段还有待升华为理性认识，即认识的后一阶段致知。在致知阶段，“其功唯在心官，思辨为主，而学问辅之”（同上），以思维器官为主，感觉器官为辅，主要任务是对感性认识提供的材料进行理性思辨，即通过思维的归纳总结，由表及里，达到对事物本质的认识。
由此，王夫之明确了知觉的过程分为“格物”与“致知”前后两个阶段，格物才能致知，二者的顺序不可颠倒。与此同时，他还提出“格物”与“致知”不能偏废，“格物”是“致知”的前提，“致知”是“格物”的目的，二者相互依存，不可分割，联系在一起才能实现感性认识向理性认识的升华。至此我们可以看出，王夫之对知觉的认识是全面而深刻的。
（三）“知”于“行”
除了对主客体关系的阐述和对知觉的认识，王夫之还把实践引入到认识论中来，探讨了“知”与“行”的辩证关系。知行这对范畴早在先秦时期就已经提出，讲的是认识与实践的关系。之前的学者对知行的探讨多是围绕二者的主从关系、地位轻重等问题，王夫之创造性地继承了前人的一些观点，提出全新的知行观。
在知行关系中，王夫之明确指出“行乃以为知之实”（《四书训义》），有行之实才有知，只有在实践中能产生正确的认识。在知行关系中，他认为行是知的基础，并从三个方面论证了行对知的决定作用。首先，王夫之认为行高于知，他认为在知行二者中，思维认识不如身体力行，提出“行可兼知，而知不可兼行”（同上），行可以有知的功用，知却不能有行的功用；“行焉可以得知之效也，知焉未可以得行之效也”（同上），行可以得到知的效果，反过来却不可以，他的很多论断都说明行高于知。其次，王夫之还认识到行是检验知的标准，“求知之者，固将以力行之。能力行焉，而后见闻讲习之非虚，乃学之实也”（同上），只有身体力行后才知道所知是真是假；又有“听其言，勿能信也，必观其行之勤，而后许其上达”（同上），在儒学中，“上达”是达仁，这句话表明，判断一个人是不是上达的君子并不是靠他的言行，而是靠他的“行”，表明应以实践来检验认识是否正确；此外，他还有“力行而后知之真也”（同上）等论断，阐述了实践才是检验真理的标准。最后，王夫之指出，行贯穿知的整个过程，不仅是检验知的标准，也是知的最终目的，“知之尽，则实践之而已”（《张子正蒙注》）。可见，王夫之不仅认识到实践是认识的来源和基础，还肯定了实践是检验认识的客观标准和最终目的，“行”决定“知”，在认识过程中占主导地位。
强调行在认识中的决定作用的同时，王夫之也充分肯定了知对行的指导作用。他在《周易外传》中指出：“知之不彻者不可以行”，知对行有指导作用，认识不清楚而行就是盲目行动。《四书训义》中又有：“非知之明，而何以行之至？”实践应以正确的认识为前提，认识不明确，又怎么能实行到位呢？《读四书大全说》中概括了知与行的辩证关系：“由知而知所行，由行而行则知之，亦可云并进而有功。”通过“知”才知道“所行”，知的作用是指导如何去行，“由行而行则知之”，行的作用是检验知，二者各有功效，互相促进。
王夫之在坚持辩证唯物主义的基础上创造性地阐述了很多认识论的基本问题，他不仅明确提出了主体和客体的关系，还肯定了人的主观能动作用；不仅深刻地阐述了知觉的发生与发展，还对感性认识和理性认识进行了区分；不仅把实践引进认识当中来，还肯定了实践在认识过程中的重要性……王夫之的认识论已经接近了能动反映论的水平，为后世的哲学研究作出巨大贡献。