ابن الهيثم استند في دراساته إلى الأسس التالية:
1- الملاحظة والتجربة: حيث كان يعتمد على القيام بالتجارب والملاحظات العملية لاستنتاج الحقائق العلمية.
2- العقل والمنطق: حيث كان يعتمد على قوة عقله ومنطقه في تحليل الأمور واستنتاج النتائج.
3- الرياضيات: حيث كان يستخدم الرياضيات في دراسته للفيزياء والبصريات.
4- العلوم الطبيعية: حيث كان يستند إلى معرفته بالعلوم الطبيعية في دراسته للفيزياء والبصريات.
5- النظرية والفلسفة: حيث كان يستخدم النظرية والفلسفة في تفسير النتائج والاستنتاجات التي حصل عليها.