Käsitteellinen tiede on tieteellisen ajattelun taustalla olevien perusideoiden ymmärtämistä. Nämä ajatukset perustuvat kehittyneempään tieteelliseen tutkimukseen ja koulutukseen, ja ne sisältävät yhä abstraktimpaa ja monimutkaisempaa ajattelua. Tieteellisestä lukutaidosta kiinnostuneet opettajat painottavat usein käsitteellistä tiedettä tarjotakseen opiskelijoille työkaluja, joita he voivat käyttää koko elämänsä ajan, vaikka he eivät jatkaisi tieteellistä uraa. Tämä kenttä kiinnostaa myös filosofeja, historioitsijoita ja muita tieteellisen ajattelun ja tutkimuksen luonteesta kiinnostuneita.
Prosessitiede sen sijaan esittelee ihmiset tietyille menetelmille ja kokeille. Opiskelijoiden on ymmärrettävä käsitteet soveltaakseen niitä menettelyihin, eivätkä he saa hyötyä tutkimuksesta ja kokeista, jos he eivät ymmärrä taustalla olevia ideoita. Esimerkiksi opettaja saattaa haluta oppilaiden kokeilevan kasvien kasvattamista eri olosuhteissa. Ensinnäkin opiskelijoiden on ymmärrettävä kasvibiologian perusteet ja aiheet, kuten fotosynteesi, käsitteellinen tiede, joka selittää, miksi koe suoritetaan.
Opettajat voivat esitellä opiskelijoille käsitteellisen tieteen hyvin varhaisessa iässä. Opettajat voivat osoittaa, että monet asiat luokkahuoneessa ja naapurustossa ovat juurtuneet tieteeseen, ja he voivat tarjota tietoa, joka kannustaa opiskelijoita etsimään lisää tietoa. Esimerkiksi sääolosuhteista voidaan keskustella tieteellisessä kontekstissa opettamaan oppilaille meteorologiaa ja prosessitutkimusta, jota tutkijat suorittavat ennustaakseen ja tutkiakseen sääolosuhteita. Tätä tietoa voidaan laajentaa, kun opiskelijat tutkivat kemiaa, fysiikkaa ja kehittyneempiä aiheita.
Käsitteiden ymmärtäminen on keskeinen osa humanististen ja luonnontieteiden oppimista. Opiskelijat, joilla on perusteellinen käsitekäsittelytie, voivat oppia soveltamaan käsitteitä uusiin kiinnostaviin aiheisiin ja ehkä ajattelemaan enemmän teoreettisesti ja abstraktisti. Tämä voi olla kriittistä innovatiiviselle ajattelulle luokkahuoneympäristöissä, joissa oppilaiden on pystyttävä kokoamaan tiedon rakennuspalikoita menestyäkseen luonnontieteellisessä koulutuksessa. Käsitteellisen tieteen painottaminen tarjoaa työkalut tähän.
Joillakin korkeakouluilla ja yliopistoilla on käsitteellisiä tiedeosastoja, jotka tutkivat tieteellisen ajattelun alkuperää ja historiallisen ja modernin tieteen lähestymistavan takana olevaa filosofiaa. Näissä ohjelmissa tarkastellaan tieteellisen tutkimuksen perusideoita ja tutkitaan uusia tapoja laajentaa niitä. Tieteellisen filosofian ymmärtäminen voi auttaa tutkijoita ymmärtämään, mihin suuntaan tutkimus voi viedä tulevaisuudessa. Eettisten komiteoiden ja tutkimusta ja tieteellisiä asenteita koskevien taannehtivien tarkastelujen voi myös olla tärkeää ymmärtää, miten ihmiset ajattelivat tieteestä ja miksi he ymmärsivät maailman tavalla.