Hypoteesi on selitys ilmiölle, joka voidaan testata jollakin tavalla, joka ideaalisesti joko todistaa tai kumoaa sen. Testin ajaksi hypoteesi pidetään paikkansa, ja tutkijan tavoitteena on testata sen ehdot tarkasti. Käsite on erittäin tärkeä osa tieteellistä menetelmää, ja se pätee myös muille tieteenaloille. Jotkut historioitsijat ovat esimerkiksi esittäneet hypoteesin, jonka mukaan Salemin noita -oikeudenkäynnit johtuivat torajyvällä saastuneiden jyvien kulutuksesta, mikä johti joukkohysteriaan.
Kun joku laatii hypoteesin, hän tekee sen tarkoituksenaan testata sitä, eikä hänen pitäisi tietää mahdollisten testien tuloksia ennen hypoteesin tekemistä. Hypoteesia laadittaessa tieteellisen menetelmän ihanteet pidetään usein mielessä, joten se on suunniteltu testattavaksi tavalla, jonka muut ihmiset voivat toistaa. Se pidetään myös selkeänä ja yksinkertaisena, ja hypoteesi perustuu tunnettuihin tietoihin ja perusteluihin.
Hypoteesin ei tarvitse olla oikea tai väärä, mutta sen muotoilijan on oltava valmis testaamaan teoriaa äärimmilleen. Jos joku olettaa, että altistuminen X: lle aiheuttaa esimerkiksi Y: n laboratoriorottarilla, hänen on tarkistettava, aiheuttaako altistuminen muille asioille myös Y: tä. Kun tutkijat julkaisevat hypoteesia tukevia tuloksia, he kertovat usein vaiheista, jotka he ovat yrittäneet kumota sekä sen vahvistaneet vaiheet, jotta tapauksesta tulee paljon vahvempi.
Joissakin tapauksissa hypoteesi osoittautuu vääräksi, ja tätä pidetään täysin hyväksyttävänä, koska se edelleen edistää tieteen tarkoitusta. Yllä olevassa esimerkissä esimerkiksi osoittamalla, että altistuminen X: lle ei aiheuta Y: tä, tiedemies voi havainnollistaa, että Y: tä koskevia lisätutkimuksia tarvitaan. Tässä esimerkissä se, että hypoteesi on väärä, ei välttämättä tarkoita, että aine X on turvallinen, koska aine X voi silti aiheuttaa jotain muuta.
On myös mahdollista, että hypoteesi osoittautuu epäselväksi testauksen jälkeen. Tämä voi johtua siitä, että tutkijalla ei ole tarvittavia työkaluja testaukseen, mikä viittaa siihen, että kehittyneitä tieteellisiä tekniikoita voitaisiin käyttää tulevaisuudessa idean testaamiseen. Se voi johtua myös siitä, että tietoja ei ole riittävästi, tai hypoteesista, joka on yksinkertaisesti huonosti muotoiltu ja vaikea testata.