第二層次是各門科學內部各分支學科的關系問題。隔行如隔山，在同一門類學科的內部也往往如此。以氣象科學為例，天氣預報、氣候、農業氣象、人工消雹、降雨以及觀測、資料和儀器等各部分幾乎成為互不聯系的孤立學科。這樣做，不但每個部分的路子很窄，而且由于缺乏總體觀點，常常破壞其中的內部結構和比例，而造成不應有的損失。由于在極左路線橫行時期過分地強調了天氣預報而忽略了其它分支，結果破壞了各學科內部的平衡關系。由于得不到充分的高質量的資料來源和更廣泛的思路，使得天氣預報木身也受到了很大的損害。這是由于天氣預報除了需要正規氣象觀測提供的資料外，還需要尋找新的信息來源。如果把預報和觀測與其它氣象學的分支結合起來，將有可能擴大預報工作者的視野，有利于找到解決預報問題的新思路。由此可見，在缺乏內部平衡和有機結合的情況下，任何一個分支也是不可能得到單獨發展的。
其實，任何科學都是一個整體，不同的分支只是不同的肢體和器官而已。頭痛醫頭，腳痛醫腳，必然顧此失彼，失掉平衡。因此，各門學科都有必要建立自己的結構學。以解決總體結構問題。這不僅不要求減少分支學科的作用，反而更要求加強它。因為沒有高質量的分支，即等于沒有高質量的零部件，更談不上裝備出高質量的機器。反過來說，好的機器需要性能良好、又適合總裝規格的零部件。一門科學同其分支的關系也正是這樣。在結構學的指導下，對各分支學科提出的性能要求和質量要求，必然有利于各分支學科的發展。
一個工程師必需以熟悉零、部件做為他進行總體設計的前提。科研人員需要對其學科內的各分支學科都有所了解，才能設計科研課題。過去大學畢業生在作研究工作前，需要進行業務實習。氣象院校畢業生則先要作一段觀測工作，至少要達到一個正式觀測員的水平。這樣做好處很多。因為在具體觀測中可以吸收大量書本上沒有的感性知識，例如對于某種云的具體感受，儀器的性能，觀測中常見的誤差及其產生的原因等。這些對于科研工作都是很重要的，有助于建立總體結構的思想。
更小的一個層次，即一個分支中的不同方法和觀點之間的關系問題。如天氣預報中的數值預報方法、天氣圖方法、統計方法、群眾經驗方法的關系等。有些管理和技術人員把它們互相對立起來，事實上它們性能不同，正好互相結合。天氣圖方法是對天氣形勢的感性認識的來源，群眾經驗也是對具體天氣現象的感性認識的來源，數值預報和統計方法是將感性知識加工的數學處理方法。數學模式是演繹法的具體應用，統計方法則是歸納法的具體應用。
感性認識是一切理性認識的基礎，而理性認識則是感性認識提高的方向。這四種方法構成一個完整體系，它們的綜合應用，為天氣預報開辟著廣闊的前景。因此，分支學科
內部也同樣存在大量的結構學問題，需要有關總體結構的
知識，才能做出更好的成績。
總體設計的知識，即關于方向和整個戰略設想所需的知識。科研和學習究竟需要多大規模，高與廣的比例等，決定于兩方面的問題:一為主觀的能力，二為客觀的需要。
所謂主觀的能力，主要是正確估計主觀方面的優勢和潛力，也涉及駕馭人力和裝備的能力。只有對主觀能力有了恰當的估計，才可能有一個關于科研發展前景的規模與深度的大致估計，以便作出合理的設計和規劃。從當前的條件出發，由小而大，一環扣一環地向建設一個宏偉的成果大廈邁進。
所謂客觀需要，主要從社會的需要和可能來看。前者包括理論上的和生產實踐上的需要在內，后者則包括材料來源、技術水平和人力資源等。總的說來，就是審世度時，察行情、‘懂供需。科學研究和金字塔一樣，都是時代的產物。它的設計者要聽時代的呼聲，摸清時代的脈搏，應當是時代的代表，而不是盲目的魯莽行事。只有那一些符合時代要求的科研項目，才能受到全社會的支持和保證。因此，能敏銳地分辨出時代的信息，是一個有作為的科研人才所必須具備的條件。
這種總體設計的知識從何而來呢?概括起來為兩方面:一為縱觀來龍去脈，即科學史，對氣象科研人員講，就是需要知道氣象學史、課題發展史等。只有知道歷史，才會知道過去有哪些優點可以繼承，有哪些缺點必須揚棄，而不再去重復別人已經作過的工作。’例如，古代利學感性知識豐富，把整個自然界聯系在一起進行觀察，有一定的總體觀點，反映出樸素的辯證思想。但是缺乏精確的數據和理論。近代科學有精確的數據，同理論有較好的聯系，但分工嚴密，每個學科的范圍狹窄，受到機械唯物主義的約束。那么今后的科學必須吸收二者之長，而去兩者之短。既有精確的數據和理論，又有總體思想的指導。這是當前科學發展的主要特征之一。