中国古代第一个比较完整的逻辑体系。由于它是围绕着辩或辩论(论证)而展开的，所以也被称为墨辩逻辑。其逻辑思想和体系主要反映在《墨经》一书中。
后期墨家逻辑以辩为核心，其中包括名、辞、说三种基本的思维形式和由故、理、类三物构成的逻辑推理。
在后期墨家逻辑中具有论证的性质，《墨经》把辩定义为"争彼也"，即把辩看作是关于"或谓之牛，或谓之非牛"、"或谓之是，或谓之非"的一对矛盾命题的是非之争，而且认为辩必有胜者和负者，并要求分清胜负。辩的目的和作用在于"将以明是非之分，审治乱之纪，明同异之处，察名实之理，处利害，决嫌疑"(《小取》)。
辩具有名、辞、说三种基本思维形式。在后期墨家逻辑中，对这三种思维形式的理解，相当于西方传统逻辑中的概念、判断、推理。后期墨家逻辑中的名是用来摹拟、称谓事物的所然与所以然之性质的，《小取》说："以名举实";《经上》说:"告以文名,举彼实故也"。这样的名就具有概念的性质。名又是言词(命题)的构成元素，因而也具有语词的性质。后期墨家首先从概念外延上把名分为达、类、私三种，"达名"相当于范畴，如"物";"类名"相当于普遍概念，如"马";"私名"是限于对某一个体事物之称谓,包括专名或姓名,相近于单独概念。后期墨家还从概念的内涵上把"名"分为相当于具体概念的"形貌之名"和相当于抽象概念的"非形貌之名"，以及相当于时空概念的"居运之名"和"量数之名"，等等。
辞是用来表达人们思想上的断定的。《小取》说："以辞抒意"，所以"辞"又是构成推理的要素，即用作前提、结论或论证的论题。如《小取》把"白马，马也;乘白马，乘马也" 这种直接推理叫做 "比辞而俱行",把论证叫做"立辞"。辞有时与"言"通用,言辞是对事物的陈述，它是由名构成的。后期墨家还提出了"尽"、"或"、"假"、"必"，即全称、选言、假言、必然等命题形式，尤其对词项在命题中的周延性问题提出了精辟的见解。它认为，肯定命题的谓项是不周延的，"乘马，不待周乘马，然后为乘马也";而否定判断的谓项是周延的，"逮至不乘马，待周不乘马，而后为不乘马"。后期墨家对辞的矛盾关系也有了初步的认识和揭示，如将"辩"限于一对矛盾命题的一是一非之争，在"止"式推论中提出用特称否定命题反驳全称肯定命题和用全称否定命题反驳特称肯定命题等。
后期墨家逻辑强调"以说出故"，即通过说的方式以明确 "立辞" 的根据和理由。《经下》诸条有"说在......"字样，接着极简要地标出理由或例证，然后在《经说下》加以解释，这就是 "以说出故" 形式的运用。后期墨家把知识按来源分为闻知、说知、亲知三种。说知源于亲知和闻知，是由已知到未知的间接推理之知。《经说下》举例说，已亲知室外之物的颜色是白的，又闻知室内之物的颜色与室外之物的颜色相同，由此就可以推出室内之物的颜色也是白的。后期墨家还从当时的辩论中，总结出多种推论形式，主要有：具有选言性质的"或"、具有假言性质的"假"、相当于直言推理的"效"、相当于复杂概念推理的"侔"、相当于对当关系中矛盾命题之间推理的"止"，以及"辟"、"援"、"推"等一般类推。
后期墨家认为立辞必须明故、理、类三物，"三物必具，然后(辞)足以生"。故是指一事物产生的原因和条件，《经说上》将"故"分为"大故"和"小故"两种。大故就是有之必然，无之必不然;"小故"则是有之不必然，无之必不然。它们相当于假言命题的前件或直言推理中的小前提。"理"即"法"，有规律、 模式、本质之意。"类" 是指类之同者。故、理、类三物即是立辞必须明确"辞"，明确论题或结论之所以能成立的理由和条件，又必须明确事物之间因果关系或条件关系的一般规律，还必须知其类同者。这三物既是后期墨家逻辑推理论证的原则，也是其推理论证的基本形式，即由故、理、类三物而推出"辞"的基本过程和形式。
后期墨家对逻辑的基本规律也有比较明确的论述。在同一律方面，《经说下》中指出，"正名者，......彼彼止于彼，此此止于此，彼此不可"，认为"彼"之名只能指彼之实,"此"之名只能指此之实,彼此之名都不能既指彼又指此。这是后期墨家的"正名"原则，从中揭示了同一律的基本内容。它还十分重视同一律的应用，提出了"通意后对"的原则，即在辩论中必须先明确概念(通意)，然后才能论辩(后对)。
后期墨家也把"辩"定义为争论一对矛盾命题中的是非。如针对同一动物，甲说"这是牛"，乙说"这不是牛"，就叫做"争彼"。后期墨家指出，这样的争彼是"不俱当，必或不当"的，也就是不能同真，必有一假。这相当于矛盾律的内容。后期墨家曾用矛盾律分析了当时流行的一些论点的逻辑谬误。例如，《经说下》在批驳"言尽悖"之谬误时指出，如果"以言为尽悖"这个命题为真，则表明存在着并不荒谬的言论;如果这个命题为假，也表明有些言论不是荒谬的。因此不管怎么说，这个命题都是不正确的。
后期墨家还揭示了排中律的内容，指出"谓辩无胜，必不当"，即认为矛盾命题不能同假，其中必有一真。
后期墨家对推理论证中的谬误问题作了仔细研究。《小取》指出，事物有相同的性质，但不一定在一切方面都相同;事物的现象相同，导致这一现象的原因不一定相同等等。因此，对譬、侔、援、推这些论辩方式运用不慎,或作为公式到处搬用,就会出现"行而异、转而危、远而失、流而离本"的谬误。后期墨家把侔式推论的谬误，分为①"是而不然"，即肯定的前提是正确的，肯定的结论则是错误的。②"不是而然"，即否定的前提是正确的，否定的结论则是错误的。同时还规定了"异类不比"的类推原则。对此，《经说下》举例说，如果提出木头与夜间哪个更长，智慧与粮食哪个更多，爵位、亲属、操行和物价哪个更贵这样的问题，显然是荒谬的。
后期墨家逻辑是中国古代逻辑可以同古希腊亚里士多德的逻辑、古印度因明(见印度逻辑史)相媲美的科学体系，在中国逻辑史和世界逻辑史上占有重要的地位。但从秦汉以后，这份宝贵的遗产长期被忽视。晋朝时，鲁胜虽曾作《墨辩注》，但仅存其"叙"。只是到了近代以后，孙诒让、梁启超、章炳麟、章士钊、谭戒甫等人才开始把墨辩逻辑与西方逻辑和印度因明进行比较研究,从而使后期墨家逻辑思想重新受到了重视,并有了新的发展。