O conhecimento científico baseia-se na observação e é complementado pela experimentação. A pesquisa científica segue o método científico, um processo de quatro etapas que orienta os cientistas no acúmulo de conhecimento.
As quatro etapas do método científico são a observação de um fenômeno, a formulação de uma hipótese, a previsão de resultados futuros ou outros fenômenos e a experimentação para testar a validade das previsões. Uma hipótese torna-se uma teoria ou lei da natureza se os experimentos confirmam sua validade. Caso contrário, ele deve ser modificado ou rejeitado e os dados examinados novamente. Os cientistas postulam que as leis básicas do universo são imutáveis e, por meio da observação e da experimentação, os humanos determinam a validade de suas crenças para compreender melhor a natureza da realidade.
