第一，从辩证唯物主义认识论这个角度来说，它强调世界是可知的，人的认识能力是无限的。但是在实践的基础上，人的认识既有受限制的一面，也有其不断发展的一面。认识是一个由不知到知、由浅入深的充满矛盾运动的辩证过程。同时，辩证唯物主义的认识论又强调认识的客观性与实践性，认为人类自身的社会实践是检验认识真理性的标准与基础，世界的客观真实性与事物运动的规律性只有通过客观的实践才能得到充分的认识。从案件事实这个客观存在来说，案件事实也是可知的，但是因为案件发生后，“便一去不复返了，人们无力扭转时空使往事重现。证据是人们能所得到的与发生过的案件事实联系最为紧密的东西”，根据具有关联性的各种证据，也就是“评借事实的碎片重构的案件事实与客观之间存在或多或少的差别总是不可避免的”。另外，证据事实与待证事实之间联系的多样性需要充分发挥司法人员的主观能动性。从司法实践中可以看出：“从证据到事实的判断是一个非常复杂的心理过程，立法不可能把所有证据——事实的必然性作出规定，而且这种必然性关系在现实之中少之又少，大量的证据——事实关系是一种或然性关系，而且这种或然性的高低程度又无法精确计算，这就使其更不可能上升到立法层面上来。”所以，这种理论基础也就使得法官在审理案件的过程中需要依靠法官的自由心证，并且为合理的行使自由裁量权提供了依据。就像美国法学家霍尔姆斯所说的：“当代社会生活的复杂，已经远非简单的逻辑推理所能涵盖，法官的自由裁量权更是不可避免的。正如法律现实主义者所指出的那样，在普通法的传统中发现事实的困难，法律规则的含糊不清和不确定性，使得法官有很大的选择余地。”
第二，“盖然性”理论。有的学者把盖然性理解为“人的理性思维能力是如此的无能，以至于不可能准确认识客观事物”。事实上，这是对“盖然性”的一种误解。内心确信是基于盖然性的认识原则在证据法上的具体体现。盖然性既是自由心证的基础，又能为确信的尺度提供明确的依据，起着限制过度自由的作用。内心确信的关键是衡量标准与衡量的方法，理论上将其称为证明标准或证明尺度。“证明尺度则是一把尺子，衡量什么时候证明成功了，证明尺度也决定某个具体内容的法官心证，他决定着法官必须凭什么才算得到了心证。”尽管证明尺度概念本身清晰而准确，但是不能直接为法官的内心确信提供切实可靠的标准，抽象的尺度至少不能为确信的界限提供一种确切的、实在的依据，所以自由心证制度将内心确信寄托于盖然性，让盖然性理论介入法官的认识，要求法官按照自己的理智和良心切实排除可能存在的怀疑，然后充分相信出于理性的认识与判断，并且按照这一原则支配自己的判断。在哲学上，盖然性与实在性相对应，指出的是一种“由事实或者数据支撑的最高程度的现实可能性，也就是在相同的条件下多次反复的结果基本相同，出现偏差或错误的可能性极低，而且具有趋向现实的内在动力，隐含着客观性的主要因素。”因此在事实认定的范围之内盖然性的内涵决定着法官的心证目标与心证内容的本质差异：法官心证的目的应当是客观真实的发现，法官心证的内容则必然是客观真实的盖然性的归结。在证据法理论的研究中，如果能够切实充分的划清证明目标与证明内容的界限，将发现客观真实是为一切证明活动的必然要求，而将能有效排除怀疑的盖然性是为内心确信的成立基础，那么围绕着自由心证制度所产生的争议都有一个合理解决的途径，从这层意义上说，不容怀疑的盖然性应当成为法官内心确信的思想基础。
自由心证所谓的“内心确信”是一种心理状态，属于意识范畴，但是这种意识并不是无中生有，而是由客观存在所决定的，这表现在两个方面。
第一，自由心证的判断来源于证据的客观存在。如果是没有证据的客观存在，也就不能形成内心确信。因此，如果仅凭审判人员的推测或是主观臆断来进行裁判，实际上并非是对自由心证的遵循，反而是对自由心证的违反。另外，如果仅仅依靠审判员的个人办案经验或是法律知识来认定事实，也不为自由心证所允许。因为这两种情况都是对唯物论的违反，不符合自由心证的基础。对此日本学者精辟地指出：“毫无疑问，自由心证主义决没有容许裁判恣意判断的含义，相反，该原则要求的是根据经验法则而形成的合理心证。”
第二，自由心证的形成过程是在案件的审理和证据的调查中形成的。在审判的过程中，特别是证据的调查过程中，是严格遵循物质决定意识的哲学基础进行的。
在此过程中，又有两项原则保证自由心证的正确形成。
1.直接采证原则。指“凡参与案件裁决的法官必须亲自投身于该案的庭审之中，直接听取当事人、证人及其他诉讼参与人的陈述，言词辩论，耳闻目睹当事人双方的举证、质证活动，掌握第一手材料。没有直接参与庭审的法官不得对案件的判决发表意见”。这就保证了这种直接采纳的证据来源于现实，属于客观存在，以保证证据的客观性。
2.言词辩论原则。“真理越辩越明”，只有经过辩论和质证的证据才能作为裁判和形成心证的依据。自由心证的客观性要求，只有经过言词辩论，才便于“排除一切合理怀疑”。也符合我国“证据必须确实充分”的要求。所以自由心证并不像有些学者说的那样，“自由心证没有判断证据是非的客观标准，唯一的标准就是法官，陪审员主观上的良心和理智”，而是符合物质决定意识的哲学要求。
心证形成过程中的保障和制约措施主要有：
（1）无罪推定原则。推定被告人为无罪，并且被告人得对法官心证形成加以控制，以保障合理的心证形成。
（2）审判公开。约束法官随意形成心证，保障法官判断的合理性。
（3）回避制度。保障法官能够进行理性和中立判断。
（4）证据裁判原则。要求法官认定事实必须依据经过法定的正式的证据调查程序后具有证据能力的证据，把没有证据能力的证据排除在判断对象之外，间接地保证自由心证的合理性。
（5）直接言词原则。保障法官心证形成的原因或基础的真切性。
（6）诚实信用原则。要求法官本着诚实信用形成心证。
（7）补强证据规则。防止法官偏重被告人自白，并且要求法官认定事实的自白须有补强证据以保障合理的心证形成。
（8）要求法官心证形成的原因或基础，应当是调查证据的全部结果及法庭辩论的全部内容。
（9）对重大案件的判断采用复数主体制度（合议制），以保证判断的合理性（主张非专职人员加入判断主体的陪审制和参审制，也是期待判断的合理性）。
（10）证明标准，要求法官内心对于案件事实真实性的认知达到确信程度。
心证形成后的保障和制约措施主要有：
（1）判决理由制度。要求法官将心证形成的过程及原因或基础记明于判决（书）之中。根据法治国家原理，法院应当担负附裁判理由的义务。但是，法律并非要求所有案件的判决（书）均应载明法官心证形成的原因，比如，对于简易案件判决书，有的国家规定只需记载判决主文而无需载明法官心证形成的原因，当然例外情形须由法律明确规定。
（2）事后审查制度。违背法律规定而判决未附理由的、判决理由相互矛盾的、误认事实的、判决理由与判决内容不一致的；违背经验法则和逻辑法则；背离审判公开、回避、证据裁判、直接言词、诚实信用等原则制度，则构成上诉或者再审的理由。
三、救济程序
由于自由心证的权力性质，各国设置了有利被告人的权利救济程序。从实际效果来考查，这些救济程序应当包括上二审、三审、再审以及人身保护令程序、调查令程序。这些程序以“不加刑”为基本原则，主要指向对一审事实审审理程序和法律适用的纠正，具备一定的层次性特点。一审审理也确实存在因为防止二审、再审纠错而使权力有所约束的情况，因而这种层级性的特点可称之为司法审级约束。与中华法系司法官员权力层级性不同的是现代司法权坚持法院和法官权力的平等性，裁判效力的自我充分性，因而二审法院和再审法院并不具有更大的权威或更公正。救济程序本质上是对被告人权利的国家保护。
上文曾提到在英美法德基本遵循的是事实问题一审终审，因而救济程序问题实际典型的表现为法律审对事实审的约束以及上诉不加刑问题。