Η επιστήμη είναι ένας τύπος συλλογής γνώσεων και διαπροσωπικής συνεργασίας που βασίζεται σε ένα πρότυπο που ονομάζεται επιστημονική μέθοδος. Ο στόχος είναι να διατυπωθούν θεωρίες που προβλέπουν επιτυχώς διάφορα φαινόμενα, από την ταχύτητα μιας μπάλας που κυλάει στην κατηφόρα μέχρι τον τρόπο που ένα αστέρι καταρρέει καθώς εξαντλεί το καύσιμο του.
Η επιστημονική μέθοδος είναι ένας βασικός κύκλος σχηματισμού υποθέσεων και ελέγχου. Πρώτον, ο επιστήμονας σχηματίζει μια υπόθεση για τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί κάτι. Για παράδειγμα, ότι όλα τα αντικείμενα πέφτουν με την ίδια ταχύτητα στη Γη στο κενό. Η υπόθεση ακολουθείται από έλεγχο. Ο επιστήμονας πρέπει να χρησιμοποιήσει έναν θάλαμο κενού ως πειραματική συσκευή, να ρίξει διάφορα αντικείμενα μέσα στον θάλαμο και να μετρήσει τη διάρκεια της πτώσης τους όσο το δυνατόν ακριβέστερα. Στη συνέχεια, ο επιστήμονας συγκρίνει τα αποτελέσματα με την αρχική υπόθεση, βλέποντας αν την υποστηρίζουν ή την αντικρούουν. Αλλά δεν είναι μόνο αυτό – ο επιστήμονας πρέπει να δημοσιεύσει τα αποτελέσματά του, έτσι ώστε άλλοι επιστήμονες να δοκιμάσουν τα ίδια πειράματα και να βεβαιωθούν ότι τα αποτελέσματα είναι αναπαραγώγιμα.
Η αναπαραγωγιμότητα είναι ένας σημαντικός παράγοντας της καλής επιστήμης, επειδή μερικές φορές οι άνθρωποι σχεδιάζουν πειράματα με τρόπους που διογκώνουν τεχνητά την πιθανότητα να επιβεβαιωθεί η υπόθεσή τους ή ακόμη και να κατασκευάσουν δεδομένα. Μια άλλη επιθυμητή ποιότητα μιας επιστημονικής υπόθεσης είναι η παραποίηση. Εάν μια υπόθεση δεν μπορεί να αποδειχθεί ψευδής, δεν είναι επιστημονική.
Η επιστήμη χωρίζεται σε τρεις μεγάλες κατηγορίες: τις φυσικές επιστήμες, οι οποίες μελετούν φυσικά φαινόμενα όπως η βιολογία, η φυσική, η χημεία, η γεωλογία κ.λπ. κοινωνικές επιστήμες, που μελετούν τους ανθρώπους και τις κοινωνίες μας, όπως η ψυχολογία, η κοινωνιολογία, η ανθρωπολογία κ.λπ. και την επίσημη επιστήμη, η οποία περιλαμβάνει τα μαθηματικά, τη στατιστική και τη λογική — και υπάρχει κάποια διαμάχη ως προς το αν η επίσημη επιστήμη πρέπει να θεωρείται καθόλου επιστήμη. Και τα τρία τμήματα είναι εξαιρετικά σημαντικά και έχουν συμβάλει αμέτρητα στη γνώση και την ευημερία της ανθρωπότητας τους τελευταίους αιώνες.
Όταν η επιστήμη χρησιμοποιείται για την επίλυση συγκεκριμένων εργασιών ή προκλήσεων, για παράδειγμα χρησιμοποιώντας επιστημονικές γνώσεις σχετικά με τα ηλεκτρικά πεδία για το σχεδιασμό ενός κυκλώματος, ονομάζεται εφαρμοσμένη επιστήμη. Οι φυσικές και κοινωνικές επιστήμες ονομάζονται εμπειρικές επιστήμες επειδή βασίζονται στον πειραματισμό, ενώ οι τυπικές επιστήμες όπως τα μαθηματικά είναι μη εμπειρικές. Αν και ορισμένοι φιλόσοφοι της επιστήμης θεωρούν ότι η απόδειξη θεωρημάτων αποτελεί πείραμα, οι περισσότεροι θεωρούν τα μαθηματικά μη εμπειρικά, επειδή δεν περιλαμβάνουν κανένα τεστ στον πραγματικό κόσμο.
Σημαντική στην επιστήμη είναι η εξάλειψη της μεροληψίας. Η μεροληψία εισάγεται όταν ένας θεωρητικός θα προτιμούσε ένα συγκεκριμένο πειραματικό αποτέλεσμα και συνειδητά ή υποσυνείδητα αλλάζει το πείραμα για να το εξασφαλίσει ή όταν ο συναισθηματικός συλλογισμός υπερισχύει του λογικού συλλογισμού. Η επιστήμη περιέχει πολλές διασφαλίσεις σε μια προσπάθεια καταπολέμησης της μεροληψίας, όπως η αναπαραγωγιμότητα και η τυποποίηση. Ωστόσο, η μεροληψία εξακολουθεί να είναι διάχυτη στην επιστήμη: μεγάλες εταιρείες δίνουν δισεκατομμύρια δολάρια κάθε χρόνο σε επιστήμονες και αναμένουν από αυτούς να παράγουν ευρήματα που αντανακλούν θετικά την επιχείρηση ή τη βιομηχανία των χορηγών. Μερικοί πολιτικοί θα προτιμούσαν να αγνοήσουν τα επιστημονικά ευρήματα εάν δεν είναι βολικά για τα προκαθορισμένα σχέδιά τους. Τίποτα από αυτά δεν σημαίνει ότι η επιστήμη είναι λιγότερο χρήσιμη από την εικασία, τη δεισιδαιμονία ή την πίστη: απλώς ότι υπάρχουν καλύτερα και χειρότερα πρότυπα για την επιστήμη και ότι χρειάζεται προσπάθεια για τη διεξαγωγή καλής επιστήμης.