Kuna teadus pakub viisi kosmoseküsimustele vastamiseks selgel, ratsionaalsel viisil ja seda toetavate tõenditega, on parima teabe saamiseks vajalik usaldusväärne protseduur. Seda protseduuri nimetatakse tavaliselt teaduslikuks meetodiks ja see koosneb kahest järgmisest etapist: vaatlus, küsimine a küsimus, teabe kogumine, hüpoteesi moodustamine, hüpoteesi testimine, järelduste tegemine, aruandlus ja hindamine.
Vana-Kreeka Aristoteles pakkus esimesena vaatluse ja mõõtmise kui meetodit maailma kohta teadmiste saamiseks. Järgmistel sajanditel täpsustavad mõtlejad neid ideid, eriti islami õpetlane Ibn al-Haytham, kes teadusliku meetodi varajane vorm ja Galileo, kes rõhutas muutujate testimise tähtsust 2007 katsed.
Teadusliku meetodi esimene samm on nähtuse vaatlemine, mille tulemuseks on teine etapp: küsimus, miks nimetatud nähtus esineb. Pärast piisava hulga asjakohase teabe kogumist käsitletava teema kohta võib koostada hüpoteesi (haritud oletus).
Seejärel tuleb hüpoteesi katsetada, viies läbi katse, mis peaks tõestama, kas oletus on tõene või väär. Kõikide saadud andmete täpsuse tagamiseks tuleks katset korrata mitu korda, võttes arvesse muutujaid.
Alles pärast saadud andmete analüüsimist saab teha järelduse. Isegi kui järeldus on tehtud, tuleks sellest teatada, pärast mida on vaja järeldust hinnata võimalike menetlusvigade otsimine ja järelküsimuse määramine, et saada lisateavet nähtus.
Mõnikord võib nähtuse pidev uurimine uute vaatluste ja katsete abil põhjustada teooria väljatöötamine, mida saab rakendada ka muudes mitteseotud valdkondades, kuid mida võib uute tõendite korral muuta pindadele. Teooriast võib saada seadus siis, kui see on universaalne ja seda ei saa aja jooksul muuta.