「天理」二字是他自己體會出來的，這是他的哲學體系的最高範疇。他認為，這個「理」是永恆的，是自己存在的。他說：「天理雲者，這一個道理，更有甚窮已？不為堯存，不為桀亡。人得之者，故大行不加，窮居不損。這上頭來更怎生說得存亡加減？」這是說，「天理」不因為社會上有堯那樣的好人就存在，也不因為有桀那樣的壞人就滅亡，個人行為的好壞，不影響「天理」的變化。「理」永遠是那樣，不生不滅，不增不減。
這「理」究竟是什麼？其實就是封建的倫理綱常。程顥說「為君盡君道，為臣盡臣道，過此則無理」，「父子君臣，天下之定理」。「理」的內容就是父子君臣的封建等級關係的標準。程顥的「天即是理」的學說實際上就是把封建倫理關係神聖化，把維護封建君權和父權統治的封建道德看成是永恆的絕對的真理，看成世界的唯一根源。
程頤認為，「理」是萬事萬物所根據的法則，是物質世界的「所以然」。
程頤肯定萬物都有理，他說：「天下物皆可以理照。有物必有則，一物須有一理。」這「理」就是事物的所以然。他又說：「物理須是要窮，若言天地之所以高深，鬼神之所以幽顯。若只言天只是高，地只是深，只是已辭，更有甚？」這是說，天高，有其所以高；地深，有其所以深。如說天就是高，地就是深，那是不肯研究罷了。他認為，萬物各有其理，但在根本上，萬物之理只是一個「理」。他說「天下之物皆能窮，只是一理」，「萬物皆是一理，至如一物一事雖小，皆有是理」。
他曾提出「理一分殊」的說法，認為萬物之理是一個，而每一物又彼此不同，互有分別。但他特別強調萬物一理。這個統一的理也就是物質世界的所以然，他說：「一陰一陽之謂道，道非陰陽也。所以一陰一陽，道也。」又說：「離了陰陽更無道，所以陰陽者是道也。陰陽，氣也。氣是形而下者，道是形而上者。」他認為陰陽之氣也有其所以然，這就是最高的「理」，就是世界的最高根源。他認為天地萬物都有其所以然，而這所以然是脫離物質存在的獨立的實體。這就是以為物質世界是以「理」為依據的，「理」是宇宙的最高實體。程頤認為，這「理」是自然界的最高原則，也是社會的最高原則，他說：「凡眼前皆是物，物物皆有理，如火之所以熱，水之所以寒。至於君臣父子間，皆是理。」達「理」也就是君臣父子等封建倫理關係的標準。又說：「天地之間，無適而非道也。即父子而父子在所親，即君臣而君臣在所嚴。以至為夫婦，為長幼，為朋友，無所為而非道。」他所說的「道」和「理」，原來就是「忠君」、「孝父」等封建倫理觀念。程頤把封建的倫理觀念絕對化永恆化了，認為是萬物的普遍的理，是世界的最高的規律。這就是他的理一元論的唯心主義的實質。
二程強調形而上與形而下的區別。形而下的即是物質世界，他們認為這不是根本的；形而上的是「道」和「理」，他們認為這才是最根本的。當時張載提出氣一元論的唯物主義學說，肯定氣是最根本的東西。
二程從唯心主義的觀點反對張載的唯物主義學說。程顥說：「形而上者謂之道，形而下者謂之器。若如或者以清虛一大為天道，則乃以器言，而非道也。」「或者」指張載，「清虛一大」指張載所講的「太虛」。張載認為，太虛是氣的原始狀態，是物質世界的最初根源。程顥認為，「太虛」是物質性的，不足為根本。
二程認為形而上是形而下的根本，也就是認為理是氣的根本。程頤說「有理則有氣」，又說：「有理而後有象，有象而後有數。」這就是說，理是第一性的，氣是從屬於理的。這就是認為在物質世界之上有一個觀念性的實體支配物質世界。唯物主義者肯定物質是永恆的，不滅的。當時張載認為氣只有聚散，永遠存在。程頤則認為氣有生有滅，他說：「凡物之散，其氣遂盡，無復歸本元之理。」又說：「天地之化，自然生生不窮，更何復資於既斃之形，既返之氣，往來屈伸者理也。」這就是認為，氣不斷地產生，不斷地消滅，而「理」則是永恆的，有「理」在那裡，就有氣被產生出來。
程顥講天即是理，又講天即是心，表現了主觀唯心主義的傾向。程頤的體系是比較明確的客觀唯心主義，事實上客觀唯心主義和主觀唯心主義沒有嚴格的界限，本來是相通的。
從二程對於張載的氣一元論的批評看來，在自然觀方面，哲學上兩條路線的鬥爭是尖銳的。唯物主義與唯心主義兩條路線的界限是很明確的。
二程又把理和心聯繫起來，程顥講「天者理也」，又說「天」就是人的心，「只心便是天」。他更從「心便是天」的觀點攻擊唯物主義。他說：「若如或者別立一天，謂人不可以包天，則有方矣，是二本也。」這裡的「或者」指張載。張載認為天在心外，天是物質世界，是獨立於人的主觀意識的客觀存在，程顥以為那就是二元論了，而他自己則是唯心的一元論。事實上，張載認為心出於天，是唯物的一元論。
程頤也認為理和心是一貫的，他說：「在天為命，在人為性，論其所主為心，其實只是一個道。」又說：「在天為命，在義為理，在人為性，主於身為心，其實一也。」這是說，存在於人身上的理就是心，心與理是一個。理是客觀精神，心是主觀精神，客觀精神和主觀精神祇是一個精神。所以，二程雖然強調所謂理，以理為最高範疇，實質上是一種唯心主義。
二程也批評佛教，程頤曾講他們和佛教的區別說：「聖人本天，釋氏本心。」這裡他以天與心對立起來，但他所謂的天即是理。程頤認為一切出於理，佛家認為一切出於心。這是客觀唯心主義與主觀唯心主義的差異。
二程也講對立的普遍性。程顥說：「天地萬物之理，無獨必有對，皆自然而然，非有安排也。」又說：「萬物莫不有對，一陰一陽，一善一惡，陽長則陰消，善增則惡減。斯理也，推之其遠乎！人只要知此耳。」萬物都是成對的，有一物就有與之對立的另一物。對立之間有彼消此長的關係。程頤說：「天地之間皆有對，有陰則有陽，有善則有惡。」又說：「道無無對，有陰則有陽，有善則有惡，有是則有非，無一狡無三。」
對立是普遍的，一切事物都是兩兩對立，沒有獨，也沒有三。二程也認為事物是變化的。如程頤說：「有生便有死，有始便有終。」但二程雖然肯定對立的普遍性，除了說過生必有死、始必有終之外，很少談到對立面的相互轉化，而特別重視變中的不變。程頤說：「天地之化，雖廓然無窮，然而陰陽之度，日月寒暑晝夜之變，莫不有常，此道之所以為中庸。」
在他們看來，這個變中之「常」才是最重要的。這變中之「常」就是「道」，就是「理」。二程雖然承認變化與對立，但終究是宣揚形而上學。因此，他們竭力反對王安石的變法措施，主張復古，說什麼「為治之大原，牧民之要道，則前聖後聖，豈不同條而共貫哉」，斷言「聖人奉天理物之道」是永遠不能改變的。二程的這些觀點和董仲舒是一致的。董仲舒也講陰陽、君臣等的對立，但強調「天不變，道亦不變」；二程雖講陰陽、善惡的對立，卻強調理是永恆不變的。雖然講對立的普遍性，實質上仍是宣揚形而上學。
程頤把認識過程講得比較曲折。他認為心中有知，心中本來具有完備的知識，但心都又不能直接認識自己，必須用格物的功夫，然後才能達到心的自我認識。他說：「知者吾之所固有，然不致則不能得之，而致知必有道，故曰致知在格物。」在他看來，格物所得之知乃是心中本來固有之知。程頤提出對於《大學》中所謂「格物」的新解釋。他以為「格」是「至」的意思，「格物」即是「至物」，即是就物而窮其理。他說：「格至也，如祖考來格之格。凡一物上有一理，須是窮致其理。窮理亦多端，或讀書講明義理，或論古今人物別其是非，或應接事物而處其當，皆窮理也。」他認為，窮理的途徑主要是讀書討論和應接事物。他有時也講研究自然界，如說：「語其大，至天地之高厚；語其小，至一物之所以然，學者皆當理會。」但他更注重內省功夫，所以又說：「致知在格物，格物之理，不若察之於身，其得尤切。」
程頤又分別了「見聞之知」與「德行之知」，他說：「聞見之知，非德行之知，物交物則知之，非內也，今之所謂博物多能者是也。德行之知不假見聞。」見聞之知相當於感性認識。德行之知的意義比較複雜，既指關於倫理道德的認識，又指關於事物根本原理的認識。在他看來，這兩者是一回事。
德行之知在一定意義上接近於理性認識。他肯定見聞之知是從外來的，而認為德行之知不憑借見聞，是主觀自生的，這是先驗論的謬妄觀點。如果沒有感性的基礎，那關於事物根本原理的理性認識就是無本之木、無源之水，只能是一種虛假的認識。程頤所講的覺悟，就是虛假的東西。
由於強調「知」的作用，程頤還提出行難知亦難的觀點。他說：「非惟行難，知亦難也。《書》曰：『知之非艱，行之唯艱』。此固是也，然知之亦自艱。比如人欲往京師，必知是出哪門，行哪路，然後可往。如不知，雖有欲往之心，其將何之？自古非無美材能力行者，然鮮能明道，以此自知之亦難也。」程頤宣揚認識就在於認識「天理」，在他看來，只要認識了「天理」，就無往不合於道。程頤的唯心主義認識論是和他的道德修養學說聯繫在一起的。
二程的認識論是一種唯心主義的唯理論，也就是一種先驗論。他們認為人的心中本來是有知的，在心上反省內求，就可以認識一切真理，程顥說：「嘗喻以心知天，猶居京師往長安，但知出西門便可到長安，此猶是言作兩處，若要誠實，只在京師，便是到長安，更不可別求長安。只心便是天，盡之便知性，知性便知天。當處便認取，更不可外求。」
這是說，真理的來源在於內心，內求於心，就可以認識一切真理。這是一種徹底的先驗論。據此，他反對了張載的心外求理的唯物主義觀點，說什麼「窮理」和「盡性」是一回事，「窮理盡性至命，只是一事。才窮理，便盡性；才盡性，便至命」。他更認為人生來就有良知，「良能良知，皆無所由；乃出於天，不繫於人」。所謂良知即天賦的先驗認識。據此，他又反對了王安石注重感覺經驗的思想，說什麼「王安石博學多聞則有之，守約則未也」。
程頤還討論了知行問題，提出知先行後的學說。他認為，知是行的根本，必須先有認識，有了認識，自然會照著所知去做，如沒有認識，就無法行動。他說：「須以知為本，知之深則行之必至，無有知之而不能行者。知而不能行，只是知得淺。饑而不食烏喙，人不蹈水火，只是知。人為不善，只為不知。」他認為，人不吃有毒的東西，因為深知它有毒；人不向水火裡走，因為深知水火能致人於死。但是，我們要問，怎樣才能認識毒物有毒呢？怎樣才能認識水火的危險呢？這還是由於以前的人的嘗試和實踐。程頤知先行後的唯心主義觀點，實際上顛倒了知行的本來的關係。這種知先行後的學說，堅決否認知從行中來，完全是唯心主義的。
程頤認為，窮理須先一件一件進行研究，積得多了，就能豁然貫通，認識最根本的理了。他說：「須是今日格一件，明日格一件，積習既多，然後脫然自有貫通處。」先是積習，然後貫通。這貫通不是歸納，不是科學的總結，而是一種恍然覺悟。「須是集眾理，然後脫然自有悟處。」這種脫然的覺悟，是一種神秘境界。
四、二程的人性論