自然主义认识论是奎因对于传统认识论问题所给出的解答，也是奎因哲学体系中一个重要的组成部分。奎因认为在处理人类认知的问题上，不能期望拥有超越人类现有认知能力之上的答案，认识论应该归于自然科学的研究范围。据此，奎因反对此前哲学家们对于解决人类认知问题的种种尝试。以笛卡尔为代表的唯理主义把人类获得客观知识的保证归于人的天赋观念，并把上帝作为天赋观念存在的保证，这种观点在奎因看来是荒谬的。康德的先验哲学虽然不再把客观知识的保证归于人的天赋观念，但他在看来，人内在所具有的先天认识形式仍是人类认知的基础。知识的客观性来源于人的先天认识能力，并且人永远也不可能了解“物自体”，而现代科学的发展最终打破了康德静态的哲学图景。对于经验主义，奎因首先赞同了经验主义对于认识论问题的基本立场，即人的感官经验是人类认识的最初来源。但奎因认为，此前的经验主义都无法在解决认识论问题上取得令人满意的答案。传统的经验主义发展到休谟的怀疑论，最终得出人们有限的感官经验不能得出必然的规律;以卡尔纳普为代表的早期分析哲学家在现代逻辑的指导下，希望构建出一套精确的人工语言以准确地描画世界，以此来解决认识论问题。而这种愿望最终被证明是不可能实现的。
　　奎因的自然主义认识论的提出正是希望站在经验主义的立场上解决传统认识论问题，即人类有限的感官经验与科学理论之间的关系。具体地说，奎因通过“语言上溯”的方法把感官经验与科学理论之间的关系转化为观察句和理论句之间的关系。在奎因看来，一方面，为了克服观察中产生的主观因素，必须排除心灵的因素，而观察句的引入正是保证了观察的可交流性和一致性，从而避免了认识中的虚无主义;另一方面，科学理论是一个由各种语句组织起来的语言之网，只有充分弄懂理论语句才能真正理解科学理论。因此，认识论的问题变成了人们如何从观察中得出观察句，再由观察句上升到理论句的过程。奎因吸收了行为主义心理学的方法，认为人类认知的过程就是语言学习的过程。他通过列举儿童习得语言的过程来阐述了人们如何从观察到最终学习理论句的过程。同时，奎因提出了整体化的思想，即认为科学知识是作为一个整体面对经验的。一方面，不存在任何免于经验审查的理论;另一方面，可以通过科学体系内部调整可以避免经验的冲击。
　　奎因的自然主义认识论正是在语言层面上解决了传统认识论的问题。他认为认识论问题应该动态地加以理解，即应视认识为一个语言学习的过程，这种理解的方式促进了现代语言哲学由语义学向语用学的转向，而其贯融性真理观也促进了美国新实用主义的复兴。尽管奎因的自然主义认识论中存在着许多问题，诸如对于取消规范性思考的悖论，忽视心灵的作用以及逻辑中心主义与实用主义的矛盾等等。但不可否认的是，奎因对于认识论问题的尝试解答激发了现代哲人对于传统哲学问题的持续思索，随着哲学家们对于语言、心灵、世界等问题的不断思考，现代哲学迈向了一个更深入的研究领域。这也正是奎因作为一位伟大的哲学家所做出的重大贡献。