Характер та методи дослідження ТМ залежать від поставлених на вирішення судової експертизи задач та особливостей об’єктів дослідження. При проведенні СЕТМ застосовують загальні методи пізнання (аналіз, синтез, індукція, дедукція, аналогія, абстрагування та узагальнення) та окремі загальнонаукові методи. Однак важко уявити, що при даному виді дослідження буде проводитись експеримент, або можуть бути застосовані технічні засоби, які притаманні тим же криміналістичним видам судових експертиз.
Методологічною основою дослідження ТМ є закони формальної логіки, переважно закон достатньої підстави. Суть закону полягає в тому, що будь-яка істинна думка має достатню підставу.
Із закону достатньої підстави випливає, що будь-яка думка може бути істинною тільки тоді, коли вона обґрунтована. Закон достатньої підстави є відображенням необхідного взаємозв’язку, існуючого між предметами і явищами навколишнього світу, а саме: відображенням причинно-наслідкових відношень, генетичних зв’язків тощо. Як у самій дійсності кожне явище має свою причину, свою реальну підставу, без котрої воно не могло б виникнути й існувати, так і в мисленні будь-яка думка має свою достатню підставу.
Іншими словами, для певного положення мають існувати достатні базові параметри, підстави, в силу яких воно вважається істинним.
В науці достатніми підставами вважаються:
положення про перевірені факти дійсності;
наукові визначення;
раніше доведені наукові положення;
аксіоми;
особистий досвід.
Якщо при проведенні криміналістичних видів експертиз зазвичай застосовується такий закон формальної логіки як закон тотожності, то при вирішенні задач СЕТМ застосовується саме закон достатньої підстави і висновки ґрунтуються на фактах, що містяться у матеріалах справи та вже встановлені судом, на наукових визначеннях та доведених положеннях, що відображені у рекомендаціях закладу експертизи заявок на ТМ та міжнародних організацій, аксіомах, якими по суті є норми законодавства щодо ТМ та особистому досвіді судового експерта.