Οι φυσικές επιστήμες είναι ένα από τα τρία κύρια τμήματα της επιστήμης, τα άλλα δύο είναι οι κοινωνικές και οι τυπικές επιστήμες. Η χημεία, η βιολογία, η επιστήμη της γης, η αστρονομία και η φυσική αποτελούν μέρος των φυσικών επιστημών. Υπάρχουν επίσης διεπιστημονικοί κλάδοι, όπως η βιοφυσική, που ενσωματώνουν διαφορετικές πτυχές πολλαπλών θεμάτων. Πριν από τον 17ο αιώνα, αυτοί οι κλάδοι συχνά αναφέρονται ως «φυσική φιλοσοφία» και δεν διέθεταν τα είδη των πειραμάτων και των διαδικασιών που χρησιμοποιούνται σήμερα.
Χημεία
Πολλά από αυτά που ορίζουν τον σύγχρονο πολιτισμό προέρχονται από την πρόοδο της γνώσης και της τεχνολογίας που προκαλούνται από έρευνες στις φυσικές επιστήμες και τη χημεία. Για παράδειγμα, η σύγχρονη παραγωγή τροφίμων μπορεί να αναχθεί στη διαδικασία Haber-Bosch που αναπτύχθηκε κατά τη διάρκεια του Α’ Παγκοσμίου Πολέμου. Αυτή η χημική διαδικασία επιτρέπει τη δημιουργία νιτρικών λιπασμάτων από το ατμοσφαιρικό άζωτο, αντί να βασίζεται σε βιολογικά σταθερές πηγές αζώτου όπως π.χ. κοπριά αγελάδας, αυξάνοντας σημαντικά την ποσότητα τροφής που παράγουν διάφορες χώρες.
Βιολογία και Ιατρική
Χάρη στις εξελίξεις στη βιολογία, ειδικά αυτές του 20ού αιώνα, οι γιατροί μπορούν να χρησιμοποιήσουν προηγμένα φάρμακα για να θεραπεύσουν ή να θεραπεύσουν πολλές ασθένειες που προηγουμένως ήταν θανατηφόρες. Μέσω της έρευνας στη βιολογία και την ιατρική, οι μάστιγες του 19ου αιώνα και πριν, όπως η πανώλη και η ευλογιά, έχουν τεθεί σε μεγάλο βαθμό υπό έλεγχο. Ίσως το πιο σημαντικό, τα ποσοστά θνησιμότητας για βρέφη και μητέρες στις βιομηχανικές χώρες έχουν μειωθεί δραστικά. Το βιολογικό υποπεδίο της γενετικής επέτρεψε ακόμη και στους επιστήμονες να κατανοήσουν τον ίδιο τον κώδικα της ζωής και να αναγνωρίσουν τον τρόπο που εκφράζεται μέσα σε κάθε άτομο.
Επιστήμες της Γης
Η πρόοδος της επιστήμης της γης επέτρεψε στην ανθρωπότητα να εξάγει τεράστιες ποσότητες ορυκτών και πετρελαίου από τον φλοιό της Γης, τροφοδοτώντας τις μηχανές του σύγχρονου πολιτισμού και της βιομηχανίας. Η παλαιοντολογία, ένα υποπεδίο της επιστήμης της γης, παρέχει ένα παράθυρο στο μακρινό παρελθόν της Γης, πολύ πριν καν υπάρξει άνθρωπος. Μέσω ανακαλύψεων στη γεωλογία και παρόμοια πεδία στις φυσικές επιστήμες, οι επιστήμονες είναι σε καλύτερη θέση να κατανοήσουν την ιστορία του πλανήτη και να προβλέψουν τις αλλαγές που μπορεί να υποστεί στο μέλλον.
Αστρονομία και Φυσική
Η φυσική είναι, από πολλές απόψεις, η επιστήμη που βρίσκεται κάτω από όλες τις άλλες φυσικές επιστήμες και προσφέρει μερικές από τις πιο απροσδόκητες αποκαλύψεις του 20ού αιώνα. Ανάμεσα στα πιο αξιοσημείωτα από αυτά ήταν η ανακάλυψη ότι η ύλη και η ενέργεια είναι σταθερές και απλώς μεταφέρονται από τη μια κατάσταση στην άλλη. Μέσω της αστρονομίας, οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει έναν τεράστιο όγκο πληροφοριών για το σύμπαν. Στους προηγούμενους αιώνες, πιστευόταν ότι ολόκληρο το σύμπαν ήταν απλώς ο γαλαξίας του Γαλαξία, μέχρι που μια σειρά από συζητήσεις και παρατηρήσεις τον 20ο αιώνα αποκάλυψε ότι το σύμπαν είναι κυριολεκτικά εκατομμύρια φορές μεγαλύτερο από ό,τι φανταζόμασταν προηγουμένως.
Διαφορετικοί τύποι επιστήμης
Η καθιέρωση της επιστημονικής μεθόδου το 1600, και η επακόλουθη επιστημονική επανάσταση, βοήθησαν στη δημιουργία της σύγχρονης επιστήμης. Οι φυσικές επιστήμες αναφέρονται συχνά ως «σκληρή επιστήμη» λόγω της έντονης χρήσης αντικειμενικών δεδομένων και ποσοτικών μεθόδων που βασίζονται στους αριθμούς και τα μαθηματικά. Αντίθετα, οι κοινωνικές επιστήμες, όπως η ψυχολογία, η κοινωνιολογία και η ανθρωπολογία, βασίζονται περισσότερο σε ποιοτικές ή μη αριθμητικές αξιολογήσεις και τείνουν να έχουν λιγότερο βέβαια συμπεράσματα. Οι τυπικές επιστήμες, συμπεριλαμβανομένων των μαθηματικών και της στατιστικής, έχουν πολύ ποσοτικό χαρακτήρα, αλλά δεν περιλαμβάνουν συνήθως τη μελέτη φυσικών φαινομένων ή τον πειραματισμό.