法兰克福学派的科学技术社会学的核心是揭示科学技术与集权统治的关系，也就是科学技术是如何与理性结合，成为一种新的社会控制与统治方式。霍克海默与阿多诺在《启蒙辩证法》中讨论了科技与统治的关系，指出：随着科学技术的进步，人征服自然的力量大大加强了；但这种征服最终是以人对人的新的统治为代价的。在现代西方资本主义社会，科学技术既是人征服自然的工具，同样也异化为人统治人的手段。随着社会历史的前进，统治的基础发生了变化，原来那种基于野蛮力量的赤裸裸的统治已让位于一种更巧妙、也更有效的统治，即借助于科技手段的统治。在关于文化工业的部分，他们特别分析了科学技术的统治给文化带来的消极后果。在当代资本主义社会的文化堕落中，可以发现技术控制所发挥的重要影响，发现形式逻辑、数学、交换价值这些东西正在摧毁美好的自然与美好的人性。技术的进步导致大量廉价的艺术，而廉价的艺术则是一种堕落的艺术。马尔库塞在《单向度的人》中对当代发达工业社会中技术与统治的关系作了全面的分析。他指出，在发达的工业社会中，科技的进步创造了富裕的生活，同时也创造了以科学进步为基础的一体化的统治方式。随着物质匮乏的解除，人的需要得到了满足，同时似乎也就失去了反抗的理由，变成了现存制度的驯服工具。技术一方面满足了人的物质需要，另一方面则潜移默化地将人整合到现存的制度中。科学技术的发展在以前曾经是自由的推动力，而现在则成了一种统治与奴役的力量，它导致人的批判之维的丧失，使人成为“单向度”的人。这就是马尔库塞的技术统治论或技术异化论。他认为，在发达工业社会，技术进步扩展到了社会的控制系统，并创造出新的权力形式来消除与这个系统相对立的力量。生产的技术手段不但决定社会所需要的职业，而且制造了这种需要本身。技术的“中立”传统已成为神话，它已变成一个极权主义者，一个新的霸权，技术理性变成了统治理性。这种统治理性是技术的异化，因为它走向了实人类超越必然王国进入自由王国的原初使命。哈贝马斯对科学技术的社会功能的分析是对上述三位的直接继承。在《作为意识形态的科学技术》中，哈贝马斯同样将技术看作是一种统治工具。他认为在后期资本主义社会中，技术已经成为第一生产力，并置于国家的直接干预之下，这个社会中的统治的合法化问题已不再象在自由资本主义社会那样通过公众的讨论来决策，而是通过技术官僚来决定。统治者利用技术成果来达成合理的、有目的的活动。这样，科学技术就渗透到了社会的组织中并使资本主义制度合理化。但是这种所谓的“合理化”并不是合理性的真正的实现，而是通过合理性的名义来实现对人和自然的控制，也就是说，使这种控制“合理化”：“在这个世界上，技术也使人的不自由变得非常合理，并证明技术使人不可能成为自主的，不可能决定自己的生活。”但关键的问题是，与专制社会的赤裸裸的不自由不同，这个不自由既不表现为不合理的，也不表现为政治的，倒不如说是表现为服从技术机制的。由于政治控制是以技术控制的面目出现的，所以它就变得似乎合理了。技术的合理性并不取消统治的合理性，而是保护了这种合理性。结果是出现一种“合理的极权社会。”
法兰克福学派的科学技术社会学的第二个重要内容涉及科学技术与意识形态之间的关系。其核心观点可以概括为：在发达工业社会或后期资本主义社会，科学技术已经成为一种新的意识形态。这一结论实是导源于前面所说的观点：科学技术是一种新的统治形式。较早提出科学技术是意识形态的是霍克海默，他在《科学及其危机札记》一文中指出：“不仅形而上学，而且还有它所批评的科学，皆为意识形态的东西；科学之所以是意识形态，是因为它保留着一种阻碍它发现社会危机真正原因的形式。……任何一种掩盖是非真实本性的人类行为方式，即便是建立在相互争执的基础上，皆为意识形态的东西。”