存在许多对一阶逻辑是可靠（所有可证的叙述皆为真）且完备（所有为真的叙述皆可证）的演绎系统。虽然一阶逻辑的逻辑归结只是半可判定性的，但还是有许多用于一阶逻辑上的自动定理证明。一阶逻辑也符合一些使其能通过证明论分析的元逻辑定理，如勒文海姆–斯科伦定理及紧致性定理。一阶逻辑是数学基础中很重要的一部份，因为它是公理系统的标准形式逻辑。许多常见的公理系统，如一阶皮亚诺公理和包含策梅洛-弗兰克尔集合论的公理化集合论等，都可以形式化成一阶理论。然而，一阶定理并没有能力去完整描述及范畴性地建构如自然数或实数之类无限的