Η ιστορία της επιστήμης είναι εν μέρει η ιστορία του τρόπου με τον οποίο οι επιστήμονες ήρθαν να δουν τον κόσμο που μελετούν. Ο επιστημονικός πειραματισμός και η παρατήρηση έχουν καταλήξει να ορίζονται από την άσκηση μιας διαδικασίας που ονομάζεται επιστημονική μέθοδος. Οι υποκείμενες δεξιότητες και οι προϋποθέσεις που διέπουν την επιστημονική μέθοδο αναφέρονται ως δεξιότητες επιστημονικής διαδικασίας.
Οι δεξιότητες επιστημονικής διαδικασίας αναφέρονται στις ακόλουθες έξι ενέργειες, χωρίς ιδιαίτερη σειρά: παρατήρηση, επικοινωνία, ταξινόμηση, μέτρηση, συμπέρασμα και πρόβλεψη. Αυτές οι βασικές δεξιότητες χρησιμοποιούνται σε πειράματα επιστημόνων και μαθητών, καθώς και στην καθημερινή ζωή του μέσου ανθρώπου, ως ένα βαθμό. Επιτρέπουν σε όλους να διεξάγουν αντικειμενική έρευνα και να καταλήγουν σε συμπεράσματα με βάση τα αποτελέσματα.
Η πρώτη από τις δεξιότητες της επιστημονικής διαδικασίας, η παρατήρηση, περιλαμβάνει τη σημείωση των ιδιοτήτων των αντικειμένων και των καταστάσεων μέσω της χρήσης των αισθήσεων. Η ταξινόμηση προχωρά ένα βήμα παραπέρα ομαδοποιώντας αντικείμενα ή καταστάσεις με βάση κοινά χαρακτηριστικά. Η μέτρηση περιλαμβάνει την έκφραση των φυσικών χαρακτηριστικών με ποσοτικούς τρόπους. Η επικοινωνία συγκεντρώνει τις τρεις πρώτες δεξιότητες για να αναφέρει σε άλλους τι έχει βρεθεί από τον πειραματισμό.
Το συμπέρασμα και η πρόβλεψη είναι οι πιο περίπλοκες από αυτές τις δεξιότητες. Πέρα από το να βλέπουν και να αναφέρουν απλώς αποτελέσματα, οι επιστήμονες πρέπει να αντλούν νόημα από αυτά. Αυτές οι δεξιότητες μπορεί να περιλαμβάνουν την εύρεση προτύπων στα αποτελέσματα μιας σειράς πειραμάτων και τη χρήση της εμπειρίας για τη διαμόρφωση νέων υποθέσεων. Είναι επίσης σημαντικό για έναν επιστήμονα να μπορεί να διακρίνει τις αντικειμενικές του παρατηρήσεις από τα συμπεράσματα και τις προβλέψεις του. Αυτό συμβαίνει επειδή η επιστημονική έρευνα και μελέτη εξαρτώνται από την αντικειμενικότητα και την αποφυγή βιαστικών υποθέσεων στον πειραματισμό.
Όλες οι δεξιότητες της επιστημονικής διαδικασίας συμβάλλουν σε έναν ευρύτερο σκοπό, δηλαδή στην επίλυση προβλημάτων. Η επίλυση προβλημάτων είναι ο λόγος της επιστημονικής έρευνας και αποτελεί την ουσία της. Ένα τυπικό πείραμα όπου ένας επιστήμονας χρησιμοποιεί δεξιότητες διαδικασίας και η επιστημονική μέθοδος θα ξεκινήσει με ορισμένες ερωτήσεις που τίθενται. Με βάση προηγούμενες γνώσεις και εμπειρία, ο επιστήμονας θα κάνει μια ενημερωμένη εικασία ως προς την απάντηση ή το αποτέλεσμα. Αυτή η υπόθεση θα καθοδηγήσει το σχεδιασμό και την εκτέλεση ενός πειράματος.
Μόλις καθοριστούν οι πειραματικές μεταβλητές, μπορούν να απομονωθούν και να ελεγχθούν. Τα συμπεράσματα που συνάγονται με βάση την ακριβή συλλογή δεδομένων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μπορούν να οδηγήσουν στην επαλήθευση ή την αποδεικνύεται λανθασμένη υπόθεση. Η πείρα θα δείξει σε έναν επιστήμονα ότι μπορούν να εξαχθούν διαφορετικά συμπεράσματα από το ίδιο σύνολο παρατηρήσεων, και να είναι ακόμα σωστά.