阿奎那的知识论是二元的。他认为人对外在事物的认识，来源于人的感觉经验所获得的资料。如对颜色、形状的认识来自视觉；对声音的认识来自听觉；对气味的认识来自味觉；对粗细厚薄的认识来自触觉。这类认识过程是在心智之外，属于外部感官的活动。另外还有内部感官的活动，其表现为：认知整体的知觉能力；保留感觉印象的能力；连结过去所保留的印象的能力；对于个别事物的判断能力等。
阿奎那认为，真正的知识乃是概念的知识，而形成概念知识的基础却在于感性的知觉。但是，阿奎那又断言，“决不能说感性认识是理智知识的总原因或全部原因，它只是在一个方面可作为原因看待。”在他看来，认识的能力分为三等，它们的认识对象也各不相同：一种认识能力是感觉，它的认识对象是有形的物质；感觉能力所取得的知识只能是关于某一个体的知识。第二种认识能力是“天使的理智”，这种认识能力的对象是脱离物质而存在的。第三种是人类的理智，它处于中间的地位。它是通过物质的事物获得某些非物质的事物的知识。
阿奎那坚持传统的基督教的教义，认为神学是一切科学的王冠，“神学高于哲学，哲学是神学的奴仆”。神学分为两部分，一是思辨的神学，一是实践的神学，二者都超过其他科学。就知识的“确实性”而言，其他科学的确实性都来源于人的理性，可能有错误；而神学的确实性则来源于上帝的启示，不会有错误。就知识的题材而言，神学更为高贵，因为神学所探究的主要是超于人类的理性的优美至上的东西；其他科学只涉及人类理性所能把握的东西。就知识的目的而言，一般科学如政治学、军事学是为了政治、军事的目的；而神学则是为了永恒的幸福。由此，阿奎那断言：神学高于其他科学。“神学的原理不是从其他科学来的，而是凭启示直接从上帝来的。所以，它不是把其他科学作为它的上级长官而依赖，而是把它们看成它的下级和奴仆来使用。”
阿奎那的神学思想又有不同于传统的基督教义的一面：他企图用亚里士多德的哲学来论证神学，把哲学与神学调和起来。他认为，神学是由神而达于事实；哲学则是由事实而达于他二者可以并存。
传统的基督教义认为上帝的存在不言自明，无需论证；而阿奎那却从五个方面，论证上帝的存在。第一，从事物的运动或变化方面论证。
他认为，凡事物运动，总是受其他事物推动。其他事物又必定受另一其他事物推动。这样连续推下去，“最后追到一个不受其他事物推动的第一推动者，这就是上帝。”第二，从动力因，即事物运动的原因来讨论上帝的存在。阿奎那认为，一个事物本身不可能是该事物的动力因，那么，必然有一个最初的动力因。“这个最初的动力因，大家都称为上帝。”第三，从可能性和必然性来论证上帝的存在。他认为，自然界的事物都是在产生和消灭的过程中。事物若不凭借某种已存在的东西，就不会产生。因此，不能不承认有某一东西，它本身就具有自己的必然性，阿奎那说：“这某一东西，一切人都说它是上帝。”第四，从事物的真实性的等级来论证上帝的存在。他认为，一切事物的良好、真实、尊贵等都有由低到高的不同等级。因此，“世界上必然有一种东西作为世界上一切事物得以存在和具有良好以及其他完美性的原因。我们称这种原因为上帝。”第五，从世界的秩序来论证上帝的存在。他认为，任何生物都为某一目标而活动。阿奎那断定，“必有一个有智慧的存在者，一切自然的事物都靠它指向着他们的目的。这个存在者，我们称之为上帝。”上述五种论证其实只是一种论证的五种不同的表述，其根本前提是承认物体运动靠外力推动，如果前提不真，尽管推论过程中符合亚里士多德的逻辑规律，也不能保证结论的必然的正确性。按照马克思主义的原理，事物发展的根本原因不在事物的外部，而在事物的内部，在于事物内部的矛盾性。关于事物发展运动的外因论，必然导致“第一次推动”，沦为形而上学的唯心论。
阿奎那对哲学也作了探讨。他认为哲学分为三门，即物理学、数学和形而上学。物理学研究对象的特点是它们在存在上〗和概念上都依靠物质。数学研究对象虽然在存在上依靠物质，但在概念上却并不依靠物质。形而上学的意思是“超过了物理学”，其研究对象的特点是在存在上并不依靠物质，如上帝、天使等；有些研究对象则有时在物质中，有时不在物质中，如实体、性质、潜能和活动、一和多之类。总之，形而上学的研究对象必须是从感性事物前进到非感性事物。阿奎那说，形而上学的主要研究对象是上帝，所以也称神学。
“除了上述三门外，并没有什么第四门的哲学”
综上可知，阿奎那把科学和神学糅合一起，以科学论证神学，其终结点仍在神学。
在阿奎那以前，奥古斯丁被奉为基督教会的至高无上的理智权威。奥古斯丁把柏拉图哲学同基督教义结合起来，认为新旧约全书与柏拉图思想是吻合的。在当时，亚里士多德的思想被基督教会视为异端，而被禁止。公元1210年，巴黎教区理事会议决定，严禁以任何形式讲授亚里士多德的自然哲学，公元1215年，巴黎大学经教皇特使批准，禁止讲授亚里士多德的形而上学和自然哲学。公元年，教皇乌尔班四世重申禁止亚里士多德的思想。到了十三世纪，奥古斯丁的神学和哲学的权威地位受到挑战。亚里士多德的着作经过阿拉伯人的介绍源源流入。面对这种形势，基督教会内部出现了两种态度不同的派别。一派是保守的奥古斯丁主义者，继续敌视亚里士多德的哲学；另一派为阿维洛伊主义者，根据他们自己的理解，接受亚里士多德的学说。这两派虽然冰炭难容，但又各有其自身的矛盾。奥古斯丁主义者如果全盘否定亚里士多德的学说，无异于否定已被人们普遍认可的哲学和自然科学成就，这是颇难立足的。而阿维洛伊主义者在信奉亚里士多德学说的同时，又不敢抛弃传统的基督教精神。这样，双方在斗争的同时，却又寻找把奥古斯丁和亚里士多德调和起来的途径，使亚里士多德学说成为基督教精神的新的基础，使基督教学说成为亚里士多德学说的后盾。阿奎那的老师阿尔伯特以调和基督教精神与亚里士多德学说为己任；阿奎那继续阿尔伯特的工作，他作为经院哲学的集大成者，在知识论中尽管吸取了世俗科学知识，把理性引入神学领域，但在触及基督教义的要害时，阿奎那最终要倒向奥古斯丁而抛弃亚里士多德。列宁说：“僧侣主义扼杀了亚里士多德学说中活生生的东西，而使其中僵死的东西万古不朽，”确是一语中的之论。