Hypoteesi yrittää vastata kysymyksiin esittämällä uskottavan selityksen, jota ei ole vielä testattu perusteellisesti. Toisaalta teoria on jo tutkittu laajasti eri tutkijoiden toimesta, ja se on yleisesti hyväksytty tarkka havainnon selitys. Tämä ei tarkoita, että teoria olisi oikea; vain se, että nykyinen testaus ei ole vielä kyennyt kumoamaan sitä, ja todisteet sellaisina kuin ne ymmärretään, näyttävät tukevan sitä.
Teoria alkaa usein hypoteesina – harkitulla arvauksella selittää havaittavissa oleva ilmiö. Tutkija yrittää tehdä reikiä hypoteesiinsa. Jos se selviää tieteen soveltamista menetelmistä, se alkaa ottaa teorian merkityksen tiedemiehelle. Seuraava askel on esittää tulokset tiedeyhteisölle jatkuvaa, riippumatonta testausta varten. Mitä enemmän hypoteesi testataan ja kestää, sitä paremmin se hyväksytään teoriaksi.
Esimerkiksi evoluutioteoriaa tukee lukuisia tieteellisiä todisteita kosmologisten, geofysikaalisten ja arkeologisten tutkimustietojen muodossa, vain muutamia asiaankuuluvia aloja mainitaksemme. Tiedemiehet eivät ole vain seuranneet lajien kehitystä luustotietueiden kautta, vaan myös itse maapallo, aurinkokuntamme, tähdet ja galaksit voidaan “päivätä” eri tieteellisin menetelmin. Nämä todisteet näyttävät seuraavan maailmankaikkeutta noin 13.7 miljardin vuoden takaa “Big Bang” -tapahtumaan.
Vaikka evoluutioteoriaa tukevilla todisteilla ei näytä olevan loppua, se on silti vain teoria. Teoriat, riippumatta siitä, kuinka hyvin ne hyväksytään, voivat aina muuttua uuden tiedon tullessa esiin. Esimerkiksi Einsteinin suhteellisuusteoria selitti maailmaa valtavassa mittakaavassa, mutta hajosi, kun se tuli äärettömän pienen maailmaan. Tätä kuuluisaa teoriaa täydensi äskettäin superstringien M-teoria, joka yhdisti hienosti kaikki maailman tunnetut voimat yhdeksi tyylikkääksi matemaattiseksi yhtälöksi. M-teoria ennustaa eksoottisesti, että elämme kymmenen ulottuvuuden maailmassa, plus yksi ajan mittaan, yhteensä 11 ulottuvuutta. Vaikka monet M-teorian näkökohdat vaikeuttavat testaamista, tämän teorian matemaattinen täydellisyys on antanut sille voimaa tieteellisissä piireissä.
Nykyinen erittäin tärkeä hypoteesi on pimeä energia. Tutkijat voivat laskea kuinka paljon massaa on maailmankaikkeudessa, mutta fyysinen aine – atomista valmistettu aine – muodostaa vain neljä prosenttia kokonaismäärästä. Pimeän aineen uskotaan muodostavan vielä kaksikymmentä prosenttia, jättämättä noin seitsemänkymmentäkuusi prosenttia. Syötä hypoteettisesti kutsuttu tumma energia täyttämään aukko. On olemassa muutamia kilpailevia ehdokkaita pimeästä energiasta, ja tutkimusta on käynnissä. Yksi ongelmista on kuitenkin sen havaitseminen. Joten vaikka sen vuorovaikutus painovoiman kanssa suuressa mittakaavassa riittää aiheuttamaan maailmankaikkeuden nopean laajentumisen ulospäin, laboratoriossa sen havaitseminen on vähän kuin kevyen tuulen tarkistaminen jättimäisiä reikiä täynnä olevan tuuliviivan avulla. Siitä huolimatta, kun tutkijat selvittävät puuttuvan massan mysteerin, vastaus nousee jonain päivänä pelkistä hypoteeseista yleisesti hyväksytyksi teoriaksi.