כאשר מדברים על השיטה המדעית, אנו יכולים למצוא הגדרות שונות, זאת בשל המורכבות הגדולה הטמונה בהמשגה שלה; אך ניתן להגדירו בדרך כלל כשיטת מחקר המשמשת במיוחד להשגת ידע זה שמקורו במדעים או בהרחבתם. מקורות שונים חושפים את המונח, או מכנים אותו כמכלול הצעדים שמציעה תחום במטרה לרכוש ידע תקף באמצעות מכשירים מסוימים אמינים במיוחד., עם רצף רגיל לגיבוש ותשובות לשאלות, המאפשר לחוקרים להתחיל מנקודה A נתונה לנקודה Z עם מהימנות השגת או הגעה לידע נכון ולגיטימי.
המבשר של שיטה זו, על פי מקורות שונים, היה גליליאו גליליי, שהיה אסטרונום איטלקי חשוב, פילוסוף, פיזיקאי ומתמטיקאי, שנקרא אבי המדע, בשל התצפיות האסטרונומיות הגדולות שערך וגם לשיפורו בטלסקופ. במאה השבע עשרה התעוררה לחיים טכניקה זו של השיטה המדעית.
מערכת הצעדים ההיא שעוקבים אחר השיטה המדעית היא: ראשית, התצפית שמורכבת מאיסוף או איסוף עובדות מסוימות אודות הבעיה או העניין שעליו היא נחקרת; שנית, הצהרת הבעיה, כאן על החוקר לטפל בבעיה שלשמה מתבצע המחקר; שלישית, ההשערה, בה היא נענית מראש, כתוצאה מפתרון אפשרי לבעיה, המופיע כאשר מנסים להסביר בעיה מסוימת, אך יש לאמת אותה בניסויים; רביעית, ניסוי, שבו ההשערה מאומתת, כלומר היא מסבירה את תקפותה; וחמישית, הניתוח והמסקנות, כאשר לאחר ביצוע השלבים הקודמים וכאשר קבלת כל אחד מהנתונים, נקבע אם ההשערות שנוצרו נכונות לחלוטין או לא, וכאשר מבצעים מספר ניסויים דומים תמיד מגיעים לאותה מסקנה, ואפשר לפלוט תיאוריה.
סדרת צעדים זו שתוארה לעיל הם בדרך כלל הנפוצים ביותר בשימוש בשיטה המדעית, אך חשוב לומר כי בנוסף לאלה, נעשה שימוש לרוב בצעדים נוספים אחרים כגון תיעוד, גילוי, שאלות חדשות.
