Учение Больцано о бытии, его онтологические взгляды, как и у Лейбница, неразрывно связаны с логической теорией. В структуре логического можно усмотреть структуру мира. Опираясь на учение о монадах Лейбница, но существенно изменяя его, Больцано рассматривает простейшие логические элементы в соответствии с простейшими частями мира — субстанциями. Предложения состоят из представлений, которые могут быть редуцированы, если они сложны, к простым логическим элементам — созерцаниям и простым понятиям. Созерцания выражаются в сложной форме следующего вида: «Это, то что я теперь чувствую, вижу, переживаю», но имеют один предмет, а точнее, одно переживание. Созерцание, по Больцано, вызывается, строго говоря, всей бесконечной совокупностью субстанций, является следствием их взаимодействия с душой. Как правило, мы говорим о причине нашего созерцания, указывая только на определенную бесконечно малую часть вселенной, например на «эту розу». У Лейбница бесконечно малая вещь вызывает в нашей душе бесконечно малое или смутное представление. Совокупность этих бесконечно малых неосознанных представлений дает ясное представление. Больцано не согласен с такой точкой зрения. Он отрицает возможность существования бессознательных представлений бесконечно малой величины, хотя не отвергает неосознанных представлений. Лишь бесконечное множество субстанций, по его мнению, благодаря их совместному действию вызывает единичное представление. Чешский мыслитель здесь близок к истине и подходит к пониманию порога ощущения (21, 3, 82–83). Для возникновения единичного созерцания необходимо как условие взаимодействие всех субстанций бесконечного мира. Для логического выражения созерцания оказывается также необходимой бесконечная конъюнкция предикатов к субъекту предложения. Субъект предложения созерцания «это» указывает на отдельное созерцание индивидуального предмета. Чтобы выразить его логически, к субъекту предложения нужно присоединять предикаты, понятия до бесконечности, так как любой конечный их набор будет применим не только к данному единичному предмету, но и к множеству других. Символически это можно изобразить в виде буквенного выражения «А есть В, С, D… N и т. д.».
Что касается чистых понятий, то Больцано говорит о полной независимости их от созерцаний, поэтому сложные понятия могут, по его мнению, складываться только из простых понятий. Объяснить или определить сложное понятие — значит указать те простые, из которых оно состоит. Это не всегда можно сделать. Было бы очень полезно для логики, считает Больцано, обозначить и перечислить все простые понятия, но это задача весьма трудная (см. 21, 1, 355). Философ выдвигает своеобразную концепцию логического атомизма: он убежден в наличии некоторых объективных элементов логики, которые составляют понятия и предложения, подобно тому как субстанции — реальные вещи. Если реально созерцания просты, то их логическое выражение бесконечно сложно. Для многих понятий их сложность оказывается невыразимой в логике. Дуализм существующего мира и несуществующих истин и предложений-в-себе определяет дуализм логического и эмпирического знания, а также дуализм созерцаний и понятий.
Оригинальным и более близким к современным, чем у Канта, является решение Больцано проблемы синтетического и аналитического знания. Кант вводит понятие синтетического априорного знания через чистое, или априорное, созерцание. Для Больцано таких созерцаний не существует. Синтетическое знание не конструируется субъектом, а существует до всякой деятельности познающего разума. Кант говорит о синтетических суждениях, Больцано — о синтетических предложениях. В реальной познавательной деятельности, в суждениях мы производим синтез, но этот синтез вторичен по отношению к уже имеющимся независимо от познания синтетическим предложениям-в-себе. В суждении мы производим синтез как аналитических предложений, так и синтетических. Аналитическим суждением для Канта является суждение, предикат которого неявно содержится в субъекте. Больцано считает это определение расплывчатым, так как неясно, что имеется в виду под словом «содержится». Он пытается уточнить понятие аналитичности при помощи концепции изменяющихся представлений, или переменных. Предложение считается аналитическим, когда в нем имеются переменные представления, по отношению к которым предложение является либо всегда истинным, либо всегда ложным (или всеобщезначимым и всеобщенезначимым). Так, предложение «Нравственно плохой человек не заслуживает чести» оказывается, по Больцано, аналитическим по отношению к изменяющемуся представлению «человек», так как замена его другими представлениями при условии сохранения предметности, осмысленности предложения всегда дает нам истинное предложение. Предложение «Треугольник содержит два прямых угла» является синтетическим, потому что в нем нет представления, при замене которого мы получали бы всегда только истинные или только ложные предложения. А предложение «Прямоугольный треугольник содержит два прямых угла» будет уже аналитическим по отношению к переменному представлению «прямоугольный треугольник». При замене этого представления, например, представлениями «равносторонний треугольник», «косоугольный треугольник» и т. д. мы будем получать истинные утверждения. По Больцано, могут быть и ложные аналитические предложения, о чем Кант также не говорит, поэтому разделение Больцано касается всех предложений, а не только истинных. Аналитическими предложениями у него будут и такие, которые обнаруживают свою аналитичность при замене некоторых представлений синонимами. Например, предложение «Всякое следствие имеет свою причину» оказывается аналитическим при замене понятия «следствие» синонимом «вещь, которая имеет свою причину». В этом отношении концепция Больцано близка к теории известного логика Куайна (см. 35, 4).