ترتكز فلسفة المعمل الافتراضي على عددة أسس تنبثق من فلسفة الواقع الافتراضي والتعليم الافتراضي, حيث إن المعمل الافتراضي يقوم عليهما ومن هذه الأسس :-

1-تسعى معامل العلوم الافتراضية ثلاثية الأبعاد إلى بناء عوالم قوامها الرموز؛ وذلك من أجل محاكاة الواقع أو إقامة عوالم خيالية صنيعة الرقمنة والوسائط المتعددة يستمتع بها المتعلم ليمارس خبرات يصعب عليه ممارستها في عالمه الحقيقي  كأنه مثلا  يجوب الفضاء الخارجي أو يتجول داخل المفاعل النووي.

2- تجاوز الواقع الحقيقي والدخول إلى عالم خيالي وكأنه الواقع  فهي تم إنشاؤها كبديل للواقع لصعوبة الوصول إليه أو لخطورته مثل الحضور في مكان انفجار البراكين.

3- حرية المتعلم حيث إن كل متعلم يتعلم بمفرده  بحسب ما يملكه من استعدادات وقدرات وما يحتاجه من متغيرات مطلوب إحداثها, وهي أمور تؤدي من ناحية الاهتمام بالتعلم أكثر من التعليم والاهتمام بالتدريب على إنتاج المعرفة بدلاً من تلقيها.

4- استمرارية التعليم عن طريق إتاحة التعلم مدى الحياة والذى يمثل ضرورة هامة لا يمكن الاستغناء عنها في ظل ما يفرضه العصر من متطلبات ومتغيرات جديدة, حيث يتيح لأي فرد أن يلتحق به في الوقت الذي يراه مناسباً لظروفه؛ لتطوير معارفه باستمرار من أجل مردود تربوي أفضل ونتائج معرفية أحسن تؤدي إلى تكوين فرد قابل لتحمل المسؤلية.

5- إزالة الحواجز الزمنية والمكانية في النظم التعليمية القديمة والتأكيد على استمرارية التعلم مدى الحياة, ويتسم هذا النوع بالمرونة من حيث شروط القبول به, وإتاحة الحوار الفعال بين النظرية والتطبيق.

6- التعليم عن بعد عن طريق الاعتماد على وسائل جديدة وطرق حديثة في التعليم تعبر عن روح العصر ومتطلباته, والتخلص من النمط التقليدي للتعليم.

7- الاعتماد على التكنولوجيا التي تستخدم الكمبيوتر في توليف خبرة حسية تجعل المتعلم لا يستطيع التمييز بين الخبرة الافتراضية والخبرة الحقيقية.

8- تعبر معامل العلوم في فلسفتها عن محور مهم  في مجال الوسائط المتعددة, فهي تستخدم تطبيقات متعددة مثل محاكاة وضع قائم أو خلق عوالم خيالية وذلك من خلال تجارب مختلفة.