Den videnskabelige metode består af en række trin, som forskere bruger til at udføre eksperimenter. Ordet "observation" har to betydninger i den videnskabelige metode. For det første er der videnskabsmandens observation af verden, da den fører til hypotetisk teori. Dette er det første trin i den videnskabelige metode og kan præsenteres på to måder, enten som en naturlig observation eller en iscenesat. For det andet er der i indsamlingen af data i et eksperiment ved hjælp af den videnskabelige metode to typer observationer, kvalitative og kvantitative.
Observeret naturligt
Når en videnskabsmand planlægger at bevise noget ved hjælp af den videnskabelige metode, skal han først observere noget i den naturlige verden. For eksempel teoretiserede Sir Isaac Newton, at der var en kraft kaldet tyngdekraft, efter at han så et æble falde ned fra et træ. Dette ville være en naturlig observation. Newton så noget ske i naturen uden nogen indblanding fra hans eller andres side. Denne type observation betyder, at forskeren vil se og vente på, at begivenheden sker under et eksperiment.
Iscenesat observation
Hvis Isaac Newton var kommet med sin teori om tyngdekraften efter at have kastet et æble fra en altan, ville hans observation blive karakteriseret som iscenesat. Mange eksperimenter begynder med, at en videnskabsmand tænker "hvad hvis" - fx "Hvad hvis jeg smider dette æble fra en altan? Hvad vil der ske?" I denne form for observation skaber videnskabsmanden en hypotetisk teori ud fra at tænke på noget i naturen, gribe ind i naturen og observere begivenheden. Denne type observation dikterer generelt, at eksperimentet, der kommer fra observationen, skal genskabes.
Kvantitativ observation
I den videnskabelige metode, efter at en videnskabsmand kommer med en teori baseret på en observation af noget i naturen, starter hun et eksperiment. Når eksperimentet er i gang, skal det overholdes. Forskeren registrerer observationer af eksperimentet og indsamler data. En form for dataindsamling under metoden er kvantitativ. Denne form for observation under et eksperiment anvender matematiske modeller og er afhængig af videnskabsmanden til at indsamle oplysninger baseret på tal, såsom hvor mange æbler der faldt fra et træ eller en altan. Kvantitativ observation er almindelig i fysik, biologi og naturvidenskab.
Kvalitativ observation
Når en videnskabsmand udfører et eksperiment, der kræver observationer vedrørende kvaliteten af, hvad der er sket i et eksperiment, betragtes det som en kvalitativ observation eller data. Eksempler inkluderer formerne på æblerne, der faldt fra en altan eller et træ, eller hvad der skete med dem, da de faldt. Kvalitative observationer kan let afvises i eksperimenter, der kræver hårde matematiske data, men de foretages alligevel. Kvalitative observationer kan være meget vigtige i eksperimenter, der kræver fortolkning.