La connaissance scientifique est basée sur l'observation, et elle est complétée par l'expérimentation. La recherche scientifique suit la méthode scientifique, un processus en quatre étapes qui guide les scientifiques dans l'accumulation de connaissances.
Les quatre étapes de la méthode scientifique sont l'observation d'un phénomène, la formulation d'une hypothèse, la prédiction de résultats futurs ou d'autres phénomènes, et l'expérimentation pour tester la validité des prédictions. Une hypothèse devient une théorie ou une loi de la nature si les expériences confirment sa validité. Dans le cas contraire, il doit être modifié ou rejeté et les données examinées plus avant. Les scientifiques postulent que les lois fondamentales de l'univers sont immuables, et par l'observation et l'expérimentation, les humains déterminent la validité de leurs croyances pour mieux comprendre la nature de la réalité.
