Tieteellinen menetelmä, jossa tietoa tavoitellaan epädogmaattisesti, arvostelevasti ja julkisesti koeteltavin havainnoin, on sen kannattajien mielestä tehokkain ja järkiperäisin käsitysten muodostamisen menetelmä. Esimerkiksi Charles S. Peirce korosti 1877 itseäänkorjaavan tieteellisen menetelmän ylivertaisuutta ”itsepäisyyden”, ”arvovallan” ja ”apriorisen” käsitysten muodostamisen menetelmään nähden. Samaa aihetta käsittelee
Perinteisesti on erotettu luonnontieteellinen (kts. luonnontieteellinen menetelmä) ja ihmistieteellinen menetelmä sekä edelleen jaettu nämä osiin tieteenaloittaan. Tälle vastakkainen näkemys on tieteen ykseyden ajatus, jonka ytimessä on ajatus sääntöjen mukaan toimivasta todellisuudesta. Näin todellisuus voitaisiin kuvata verrattain vähäisellä määrällä sääntöjä.
Tieteen menetelmien suuri kirjo on suora seuraus tieteenalojen suuresta kirjosta. Kunkin todellisuuden osa-alueen tutkimiseksi on kannattanut luoda oma tutkimusala ja siten menetelmäoppi. Esimerkiksi eliöstölle biologialle, solu solubiologia ja edelleen molekyylibiologiaa ja niin edellleen. Kuvailun tarkentuessa tieteenalat menevät päällekkäin. Esimerkiksi molekyylibiologia on kemia ja käyttää kemian menetelmiä.
Nykyinen tieteellinen menetelmä voidaan yksinkertaistaa seuraavasti:
- teorian eli selitysjärjestelmän muodostus
- ennustuksen tekeminen
- ennustuksen kokeilu
- teorian ja kokeen tulosten vertailu