柏拉图所说的哲学家，是“热爱智慧的人”（wisdom-lover）（475e）。由于没有比真理（truth）更属于智慧的东西（485c），所以哲学家一定是热爱真理的人。出于这种热爱，哲学家必然从童年开始就努力追求真理（485d）。真理是“一”，是“是”（being）；而意见（opinion）是“多”，是“正在成为”（becoming）或“正在消失”（decaying）。哲学家热爱真理，非哲学家则热爱意见。这是哲学家与其他人最大的不同，也是他们应该成为统治者的原因。
柏拉图将可知世界（the intelligible）和可视世界（the visible）进行类比，用洞喻、日喻、线喻论证了哲学王的必要性和可能性。其中，洞喻是最直接的关于哲学王的比喻，而另外两者是理解洞喻的前提。
1.洞喻
在洞喻中，多数人都像被镣铐束缚在一个黑暗的洞穴中，背对洞口，只能看到他们面前的矮墙。他们背后有一团火，火焰前方有一些拿着各种物件舞动或说话的人，他们只能看到墙上这些人和物件的影子，并认为这些影子就是真实的世界（514a-c）。然而，他们其中一个人从镣铐中解脱，受一种不知名的力量驱使而走出了洞穴，到了阳光之下。他无法适应外界强烈的光线，所以只能先从物体的倒影开始看，再看物体本身，通过让自己的视力不断适应新环境，慢慢看到月亮、星星，最后看见阳光和太阳（516a）。他明白了这才是真实的世界，感到幸福。如果这时他回到洞穴中，就会因为不适应洞里的光线而显得比其他人笨拙，大家会觉得洞外的世界损伤了他的视力，嘲笑他的笨拙。当他试图引导其他人走出洞穴时，众人会认为他在伤害大家，所以群起而攻之，甚至将其杀死（517a）。
这个故事里，洞里的世界就是可视世界，是大多数人经历的世界；而洞外是可知世界，是哲学家才能看到的理念世界。火焰前手舞足蹈的人，则是不以真理而以诡辩赢得民心的智者或者政治家，他们用看似真理的假象教育人们，引导众人灵魂的方向，让大家无法转头看见真理。走出洞穴的人，无疑是哲学家，他们能够从看似自给自足的生活现实中“醒来”（《申辩篇》30e），试图寻找更加接近真理的东西。这种驱使他们走出洞穴的力量，可以说是他们哲学家的本性（nature），也可以说是神的指引。他们在理念世界中，通过如数学、实用科学等思维训练（看倒影、月亮等）越来越接近真理（太阳），因为获得知识而拥有了真正的幸福（505b）。他们回到洞穴，就是为了造福共同体而成为哲学王的过程。
不管是走出洞穴还是回到洞穴，都是哲学家追求真理和正义的必然任务，也都有着许多风险和困难。
2. 日喻
首先，要理解哲学家走出洞穴的原因，就要结合柏拉图的日喻。柏拉图将身体和灵魂做类比，用日喻论证了真理和善之间的关系，证明哲学家必然追求善（太阳）。对于人的身体来说，光是让可视世界中的物体被看见的媒介（507e），而太阳是光的源泉。对于人的灵魂来说，太阳意味着善（good）本身（508c），而太阳光意味着真理。完全被太阳光照耀的具体事物才能被真实地看见，所以完全被真理照耀的理念（form）才能被真实地知道（508d）。但是，太阳不是唯一的光的源泉，蜡烛、火焰、彩色灯光等会扭曲或模糊了事物的本来面貌。所以，当人没有善（太阳光）作为指引的时候，灵魂就不能看到唯一的真理（物体的真实面目），只能看到多变的意见。所有真实存在（beings）和关于真理的知识，都因为善而存在（508e）。所以，热爱真理的哲学家会走出普通人的洞穴，为善本身而追求善。
然而，要为了真理和善走出洞穴，并非易事。首先，大多数人没有这种罕见的最佳本性（best nature）(495a)，不能受到“神的召唤”，无法在看似毫无问题的现实中转过身体，看向洞口。其次，就算是拥有哲学家潜力的人，也不一定能最终成为哲学家。如果没有良好的教育，潜在哲学家的卓越灵魂就不能被引导向正确的方向，而只能被火焰前的智者蛊惑。这样，他们不仅不能成为哲学家，还会比普通人对城邦造成更大的破坏，也让其他人因此对哲学产生误会和厌恶（495a）。再者，哪怕良好的教育让他们决心走出洞穴，也需要经过一个“陡峭的通道”，还要因为阳光强烈而眩晕痛苦（515d）。正如柏拉图所说，人类的理性（reason）并不是一种与生俱来的灵魂美德（virtue），而要依靠练习和习惯来获得（519e）。练习理性、追求真理的过程中有各种让人分心的力量（distractions），比如可能屈服于对金钱的欲望和对死亡的恐惧（486a-b），可能受到多数人的不理解甚至诽谤（500d），可能由于经营家庭的责任而将哲学作为副业（498a），这些都会阻碍这个灵魂向上攀升。而且，就算成功到达了理念世界，人也只能理解“善”这个理念，而非“善”本身，就像无法直视太阳本身一样（506e）。
上述的各种困难，都体现出成为哲学家的路途十分坎坷。而他们成功走出洞穴，获得个人幸福之后，还必须返回洞穴，重新适应黑暗。这既是追求真理的必然趋向，也是共同体正义的要求。要理解这种上升和下降相伴相生的关系，则要通过柏拉图的线喻。
3. 线喻
柏拉图将可视世界世界和可知世界分为线段上不对等的两部分：下端较短的是可视世界，自下而上同比例分为“想象”（imagination）和“信念”（belief）；上端较长的是可知世界，自下而上同比例分为“想法”（thought）和“理解”（understanding）。其中，两个世界中的内部比例和两个世界的比例相同（509d），每段线段的长度就是它相对于真理的清晰程度（511e）。“想象”，就是日常生活中真实物体的影子；由“想象”上升到“信念”，就是将多种想象归一到生活中的真实事物。“想法”，则是通过假设和图像（image）来推导出的真实意见（true opinion），几何、代数等推导的结论就属于这个部分（510c）；由“想法”上升到“理解”，则是超越假设，只利用理念本身达到整体归一的结论（511a-c）。可知世界和可视线世界内部是多归一、向上攀升的关系，两个世界之间亦是如此。可视世界到可知世界，也是一个从多元的表象向上走向统一的本质的过程。
