Tieteellinen menetelmä on tapa hankkia tietoa kokeilemalla. Se on suunniteltu poistamaan ihmisten tavanomaiset harhaluulot päättelyssä kannustamalla toistettavuuteen ja ristitarkistukseen. Tiedemiehet muodostavat hypoteeseja tai perusteltuja arvauksia maailman näkökohdista ja testaavat niitä. Näiden kokeiden on oltava helposti toistettavissa, jotta muut tutkijat voivat tarkistaa tiedot. Perusteellisen testauksen jälkeen tiedot voivat tukea tai kiistää hypoteesin.
Kun joukko täydentäviä hypoteeseja osoittautuu oikeaksi, ne voidaan integroida eräänlaiseksi “metahypoteesiksi”, jota kutsutaan teoriaksi. Teorioita ei voida koskaan todistaa täysin oikeiksi, ja tutkijoiden mukaan mikään ei voi. Tässä tiedemiehet ovat ristiriidassa teistien ja spiritualistien kanssa, jotka uskovat, että rukouksen tai meditaation avulla voi päästä käsiksi absoluuttisiin totuuksiin. Tieteellisen menetelmän mukaan mikään teoria ei ole pyhä, ja vaikka tuhannet kokeilut tukevat sitä, voidaan silti todistaa se vääräksi.
Jos teoria on erittäin hyvin vahvistettu pitkän ajan kuluessa ja tiedeyhteisön enemmistön itsestäänselvyytenä, se saa luonnon- tai fyysisen lain aseman. Fyysiset lait, kuten “painovoima saa asiat putoamaan”, ovat suunnilleen yhtä lähellä täydellistä varmuutta, jonka voimme saada universumista. Koska teoriat, erityisesti vankat empiiriset teoriat, tekevät yksityiskohtaisia kvantitatiivisia ennusteita ilmiöistä, joita he yrittävät selittää, voi olla melko yksinkertaista kumota ne, jos niiltä puuttuu ennustava voima.
Tieteellinen menetelmä on yli tuhat vuotta vanha, ja se juontaa juurensa Ibn al-Haythamin (965-1039) työstä. Al-Haytham oli todellinen edelläkävijä, jota joskus kutsuttiin “ensimmäiseksi tiedemieheksi”, joka keksi tieteellisen menetelmän ja antoi merkittävän panoksen yli tusinaan tieteenalaan, erityisesti optiikkaan.
Tieteellistä menetelmää ei ole määritelty tarkasti, mutta melkein kaikki tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että se sisältää näiden neljän vaiheen iteraatiot: karakterisoinnit (havainnot ja määritelmät), hypoteesit, ennusteet ja kokeet, joilla testataan kaikki sekvenssin edelliset osat. Tieteellinen menetelmä ei ole tiukka resepti, vaan juokseva tekniikka totuuden paljastamiseksi.