當然，他也提出，向西方學習，並非學習西方的壹切，而是要學習西方的“長技”，也就是西方比中國先進的東西。那麽，什麽是西方的“長技”呢？基於對鴉片戰爭失敗原因的反思（中國軍隊武器的落後是鴉片戰爭失敗的原因之壹），魏源認為，“夷之長技”有三：壹是戰艦，二是火器，三是養兵、練兵之法。他還依據自己對西方的了解，在書中對當時絕大多數的中國人見所未見、聞所未聞的量天尺、察天筒（水銀濕度計）、定時鐘、天船（熱氣球）、風銃（氣槍）、甲板船（軍艦）、千裏鏡（望遠鏡）、天炮、水琴、風琴、風鋸、水鋸、風磨、水磨、吊橋、顯微鏡、自來水、自轉礁、樂櫃（管風琴）等作了較為詳細的介紹，還提到了剛剛發明不久的意大利伏打電池、靜電儀、避雷針等。如果用傳統的眼光來看，魏源所介紹的這些“夷之長技”都是“奇技淫巧”，“形器之末”，是萬萬不可學的。壹旦學了這些“奇技淫巧”，壹個人就可能玩物喪誌，道德淪喪，社會風氣也會因此而敗壞下去。當時壹些愚昧無知的頑固保守派官僚和士大夫，也正是以此為理由，反對“師夷長技”，向西方學習的。對於這種觀點，魏源進行了嚴肅批駁。他指出：古代的聖人，刳舟剡楫，以濟不通，弦弧剡矢，以威天下，這些難道也是形器之末？指南針制自周公，挈壺創自《周禮》，這些都是有用之物，是奇技但不是淫巧。今日西洋的器械，借風力、水力、火力，奪造化，通神明，竭耳目心思之力，以供民用，這又有什麽不好呢？因此，“夷之長技”不僅不是“奇技淫巧”，相反有利於國計民生，符合“聖人之道”。他特別強調，“師夷”必須抓緊時機，加快進行，因為“時乎時乎，惟太上能先時，惟智才能不失時”，機不可失，時不可待，“師夷”是等不得的。
在魏源看來，“師夷”只是手段，不是目的，目的是為了“制夷”。所謂“制夷”，用今天的話說，就是要戰勝和制止西方列強對中國的侵略，改變中國落後挨打的局面，從而使中華民族立於世界民族之林。因此，如果說“師夷”體現的是魏源思想的開放性，那麽，“制夷”體現的則是魏源思想的愛國性。“師夷”與“制夷”，開放與愛國，是壹個有機聯系的整體，彼此不能分離，更不能割裂。不“師夷”，就不可能“制夷”，但“制夷”又必須以“師夷”為前提。鴉片戰爭的慘痛教訓，已使魏源初步認識到中國遠比西方資本主義列強落後，落後者只有向先進者學習，並奮起直追，才有戰勝先進者的可能，否則，將永遠落後，永遠挨打，永遠受西方列強的欺負和蹂躪。
魏源進壹步指出，“師夷”有“善師”和“不善師”之分，“善師”的人，才能制服“四夷”；“不善師”的人，則被“外夷”制之。可見，“善師”與否，是“師夷”能否取得成效的關鍵。那麽怎樣才是“善師”呢？首先，要“洞察夷情”。這是“師夷”能否取得成效的前提。用魏源的話說，要“師夷”，必先了解夷情，要了解得像對自己的桌子、床席和睡覺、吃飯那樣壹清二楚。而要了解夷情，就應設立譯館，翻譯夷書，把西方國家的有關情況介紹給中國人。在《海國圖誌》中，他就對世界各國尤其是歐美國家的地理位置、歷史沿革、氣候物產、交通貿易、民族風俗、文化教育、宗教歷法等作過較為詳細的介紹。其次，要重視人才。這是“師夷”能否取得成效的條件。在他看來，得壹伯樂，天下就沒有不能駕馭的良馬；得壹良將，天下就沒有不能抵禦的外侮。國以人興，功無幸成，只要勵精圖治，重視人才，就沒有不富國強兵的道理。所以，壹個國家的貧弱，並不是看它的財用充足與否，而是看它有無人才，“財用不足國非貧，人才不競之謂貧。”為解決“師夷”人才的匱乏問題，他建議在得風氣之先的福建、廣東二省增試水師壹科，有能制造西洋戰艦、火輪舟、飛炮、火箭、水雷、奇器的人，給予科甲出身；有能駕駛颶濤、熟悉風雲沙線、會使用洋槍洋炮的人，給予行伍出身。他們都由水師提督考取，會同總督選拔，送京驗試，分發沿海水師教習技藝。他還主張聘請法國、美國、葡萄牙等國技師，傳授技術，楚材晉用，以便能“盡得西洋之長技為中國長技”。再次，要奮發圖強。這是“師夷”能否取得成效的保證。他指出，“憤與憂，天道所以傾否而之泰也，人心所以違寐而之覺也，人才所以革虛而之實也。”“憤與憂”既是挽救“天道”、“人心”、“人才”的動力，也是“師夷”能否取得成效的保證。中國雖然在鴉片戰爭中失敗，但只要我們發憤圖強，振奮精神，去虛偽，去粉飾，去畏難，去養癰，去營窟，“以實事程實功，以實功程實事，艾三年而蓄之，網臨淵而結之”，不說空話、大話，腳踏實地地苦幹、實幹，充分利用“天時人事，倚伏相乘”的有利條件，把西方先進的東西學過來，那麽中國就壹定能“風氣日開，智慧日出，方見東海之民，猶西海之民”，成為像歐美那樣的富強國家。
鴉片戰爭後，面對西方列強的侵略，有的人被列強的“船堅炮利”嚇破了膽，認為中國今後只能對外妥協，盡量滿足他們的要求，以求“中外相安無事”。還有的人雖然對中國在鴉片戰爭的慘敗痛心疾首，要求“攘夷”“剿夷”，但他們提出的“攘夷”“剿夷”辦法是老壹套，缺乏可行性。而魏源則通過對鴉片戰爭失敗原因的認真反省，既認識到了中國的落後，承認西方列強有其“長技”，同時又沒有喪失反抗列強侵略的勇氣，認為中國只要把列強的“長技”學到手，就壹定能打敗侵略者。正是基於這兩方面的認識，他提出了“師夷之長技以制夷”的思想。這壹思想後來成了向西方學習的思想源頭，在中國近現代思想史上占有非常重要的地位，也具有十分重要的歷史意義。