O „știință formală” este un domeniu de studiu care utilizează sisteme formale pentru a genera cunoștințe. Matematica este exemplul prototip. Altele includ logica, statistica, teoria informației și informatica teoretică. Deși uneori s-a pus la îndoială dacă acestea sunt sau nu cu adevărat „știință” – având în vedere lipsa experimentelor din lumea reală – aceste discipline sunt adesea incluse în știință oricum. În ciuda lipsei unei baze empirice, științele formale sunt în general considerate extrem de importante și, într-adevăr, toată știința cantitativă depinde de ele. Este o dezbatere continuă cu privire la dacă științele formale sunt sau nu științe adevărate.
Textele de matematică apar în istoria antică în jurul anului 1800 î.Hr., în Mesopotamia, locația Babilonului, cel mai mare oraș de pe Pământ la acea vreme. Scopul inițial a fost de a cuantifica bunuri, cum ar fi sclavii sau cerealele. În jurul anului 600 î.Hr. în China și în Grecia în 400 î.Hr. a fost dezvoltarea inițială a logicii, analiza explicită a metodelor de raționament. În Grecia au fost marii filozofi greci antici precum Pitagora, Socrate și Aristotel, ale căror intuiții și credințe despre logică și știință au dominat lumea occidentală până în epoca modernă, până în secolul al XVII-lea, precum Pierre de Fermat, Blaise Pascal și Christiaan Huygens. a dat startul dezvoltării matematicii în forma sa modernă.
Teoria informației, informatica teoretică și statisticile moderne (bayesiene) datează de Claude Shannon și Jon von Neumann la mijlocul secolului al XX-lea. Alan Turing a adus și el contribuții importante. Teoria despre computere, semnalizarea radio și proiectarea antenei depind de reperele atinse de acești gânditori. Aceste domenii sunt toate părți importante ale științelor formale.
După multe decenii de dezordine în metodele și analizele experimentale, recent „științele soft” (științe sociale, științe politice etc.) au devenit mai cantitative, anuntând o schimbare fundamentală în modul în care se fac lucrurile. Psihologia a devenit mai experimentală și multe dintre aceste rezultate mătură înțelepciunea tradițională a gânditorilor mai bătrâni precum Freud. Psihologia experimentală se încadrează adesea sub stindardul „psihologiei cognitive”.
Fizica teoretică pare foarte dependentă de evoluțiile matematicii pentru a face progrese. Fizica teoretică folosește adesea cea mai avansată matematică disponibilă a zilei și își descrie rezultatele și predicțiile în acești termeni.