墨子不論與人辯論或是論證問題時，都用「三表法」來證明自己正確。所謂「三表」就是三個標準：一、「上本於古者聖王之事」：一個學說如果是正確的，就必須在古代聖王的歷史經驗中有依據。二、「下原察百姓耳目之實」：百姓確實聽說過，見到過。三、「發以為刑政，觀其中國百姓人民之利」：把言論變成具體的刑法或政治措施，看看是否合乎國家和人民的利益。例如在論證「非命」論時，墨子先以古代聖王為例，指出商湯、周武王勵精圖治，愛護百姓，天下因而大治；相反夏桀、商紂驕奢淫逸，暴政虐民，天下自然會混亂，可見治亂事出有因，並不是由命運所安排。然後再去問一問老百姓，有誰見過「命」長甚麼樣，「命」有甚麼聲音呢？可見命運是不存在的。最後，他將「命運」論運用於實際的政治上，如果統治者相信「命運」論，他會認為反正自己有命運的保佑，並且安於享樂，不努力治理國家，最終必然導致財用不足，國家混亂。民眾如果相信「命運」論，安於現狀，不努力生產，就會使自己的家庭陷入貧困。通過這三方面的論證，墨子徹底否定了命定論。
墨子的「三表法」在理論上正確嗎？應當說，「三表法」有一定的理論合理性。第一，「上本於古者聖王之事」，就是以前人的歷史經驗為依據，以史為鑑；第二「下原察百姓耳目之實」，是以人民群眾的直接經驗為依據；第三「發以為刑政，觀其中國家百姓人民之利」，是以實際社會功效為依據。「三表法」在今天也可以作為我們思考問題，處理問題的借鑑。墨子的「三表法」也有狹隘經驗論的傾向，即把某些經驗絕對化了。古代聖王行得通的經驗，在今天不一定行得通，因為時代發展變化了。多數人親眼見到、親耳聽到的直接經驗，也可能是錯覺，不能作為判斷真理的依據。至於某項政令的推行，是否得到國家、百姓一致的贊成，也是很難判斷。由於「三表法」有一些局限性，所以墨子用「三表法」也論證了一些錯誤的命題。例如他以古書上記載過聖王祭祀鬼神，百姓中許多人自稱看到、聽到過鬼神，以及宗教理論對政治統治有用處為理由，就肯定鬼神的存在，從而寫出了《明鬼》論，這難免使墨子的學說流於庸俗淺薄。
墨子本人出身於社會下層，長期從事木工工作，他的弟子也多是來自各方面的工匠，因此墨家很注意研究工藝技術，墨家的著作也涉及到幾何學、光學、力學等多方面的內容。墨學提出的科學概念中，有些更是在世界上最先出現的。在幾何學方面，墨家學者探討了許多重要的概念，如方和圓的概念。「方，柱隅四歡也」，其中「柱」指邊，「隅」指角，「歡」是相等的意思，就是說，正方形的四個邊與四個角都相等。「圓，一中同長也」。也就是說，圓從圓心到圓周的每一個點，長度都是一樣。這些科學概念是精確而嚴謹的。在光學方面，墨家在二千年前已經注意到針孔成像時的倒影現象。墨子指出通過針孔而形成的影像，是上下倒轉的，原因是光線是直線前進，猶如箭射，「足敝下光，故成景於上；首敝上光，成景於下。」也就是說，從下面進入小孔的光線，被人的腳擋住了，於是腳部的影子就投影到上面；從上面進入小孔的光線，則被頭擋住了，於是頭部的影子卻投影到下面。這種光學現象正是現在照相機的倒影原理。在力學方面，墨家提出了時間和空間，運動和時空，力、槓桿、滑輪等原理。他說：「久，彌異時也」，包括「古今旦暮」。久是時間的概念，涵蓋古今旦暮等所有時間。關於空間，「宇，彌異所也」，包括「東西南北」，宇是空間概念，囊括東西南北等所有空間。