Chủ nghĩa vô thần nhận thức luận lý luận rằng con người ta không thể nhận biết về Chúa Trời hay xác định sự tồn tại của Chúa Trời. Nền tảng của chủ nghĩa vô thần nhận thức luận là thuyết bất khả tri – một học thuyết có nhiều dạng thức đa dạng. Trong triết học về tính nội tại, thần thánh là một phần không thể tách biệt của chính thế giới, trong đó có tâm thức của con người, và ý thức của mỗi người bị khóa chặt trong chủ thể. Theo dạng thức bất khả tri này, hạn chế về góc nhìn đó ngăn cản mọi suy diễn khách quan từ đức tin vào một vị thần tới các khẳng định về sự tồn tại của vị thần đó. Thuyết bất khả tri duy lý của Kant và Thời kỳ Khai sáng chỉ chấp nhận các tri thức thu được từ việc suy luận hợp lý của con người; dạng vô thần này khẳng định rằng về nguyên tắc ta không thể nhận thức được thần thánh, và do đó ta không thể biết thần thánh có tồn tại hay không. Dựa trên các quan niệm của David Hume, chủ nghĩa hoài nghi khẳng định rằng sự xác tín về thứ gì cũng là bất khả thi, do đó người ta không bao giờ có thể nhận biết được sự tồn tại của Chúa Trời. Việc gán thuyết bất khả tri cho chủ nghĩa vô thần là điều còn đang bị tranh cãi; thuyết này còn có thể được xem là một thế giới quan cơ bản và độc lập.Các dạng thức lập luận vô thần khác mà có thể xếp vào loại nhận thức luận, trong đó có chủ nghĩa chứng thực logic và chủ nghĩa bất khả tri lãnh đạm (ignosticism), khẳng định rằng các thuật ngữ cơ bản như "Chúa Trời" và các phát biểu như "Chúa Trời là đấng toàn năng" vô nghĩa hay không thể hiểu được. Chủ nghĩa bất khả nhận tri thần học (theological noncognitivism) cho rằng câu "Chúa Trời tồn tại" không biểu đạt một mệnh đề, trái lại, nó vô nghĩa về mặt nhận thức. Người ta đã tranh luận xung quanh việc các trường hợp như trên có thể xếp vào dạng nào của chủ nghĩa vô thần hay thuyết bất khả tri hay không. Các nhà triết học A. J. Ayer và Theodore M. Drange không đồng ý xếp vào thể loại nào vì cả hai loại này đều chấp nhận "Chúa Trời tồn tại" là một mệnh đề; thay vào đó, họ đặt chủ nghĩa bất khả nhận tri (noncognitivism) vào một thể loại riêng.
Chủ nghĩa vô thần nhận thức luận lý luận rằng con người ta không thể nhận biết về Chúa Trời hay xác định sự tồn tại của Chúa Trời. Thuyết bất khả tri duy lý của Kant và Thời kỳ Khai sáng chỉ chấp nhận các tri thức thu được từ việc suy luận hợp lý của con người; dạng vô thần này khẳng định rằng về nguyên tắc ta không thể nhận thức được thần thánh, và do đó ta không thể biết thần thánh có tồn tại hay không.