אמנם ישנן תשובות שונות לגבי הגדרת המדע המודרני והתחלתו, בהתבסס על שונות פרשנויות היסטוריות, מאפייני המדע המודרני נותרים דומים ללא קשר להיסטורי צירי זמן. התאריכים המוקדמים ביותר להולדת המדע המודרני נעים מימי הביניים הגבוהים בשנת 1277 ועד המאה ה -17. יש היסטוריונים שמצטטים מהפכה מדעית שנייה שהתרחשה בתחילת המאה ה -20 עם הופעתה של פיזיקת הקוונטים.
נצפיות
בניגוד למדע מימי הביניים, שהכריז על תיאולוגיה ומטאפיזיקה כפסגת הידע המדעי, מודרני המדע רק מתייחס לאובייקטים טבעיים הניתנים לתפיסה על ידי חמשת החושים או שניתן להיתפס בעזרת כלים. כתוצאה מכך, שיטות התבוננות הובילו גם לפיתוח ענפי מדע העוסקים רק במרכיבים תיאורטיים, כגון פיזיקה קוונטית וחלקים מסוימים באסטרונומיה. לאחר שנצפו עובדות, נבדקו ונבדקו מחדש, מדענים מנסים לארגן את תצפיותיהם במתכונת של ביטויים המכונים חוקים מדעיים. תצפיות שעדיין לא ניתן לבדוק ולהוכיח על בסיס עקבי מכונות תיאוריה מדעית.
שיטה מדעית
השיטה המדעית היא מרכיב חשוב נוסף במדע המודרני, שכן היא מתארת את הבסיס האובייקטיבי לבדיקה ותקשורת של תוצאות מחקירות מדעיות. באמצעות השיטה המדעית, מדען יגבש ניחוש מושכל לגבי התוצאה של תהליך או ניסוי ואז השתמש במבחנים שונים, המבודדים משתנה אחד או יותר, על מנת להשיג אובייקטיבי ואישור תוֹצָאָה. אם ההשערה אינה תואמת את מסקנת הניסוי, יש לשנות את ההשערה בכדי לעמוד בתוצאות.
מָתֵימָטִיקָה
דגש חזק על מתמטיקה על פני פילוסופיה, סמלים ועמדות הוא מאפיין נוסף המאפיין את המדע המודרני ההולך יד ביד עם יכולת ההתבוננות והשיטה המדעית. לדוגמא, בימי הביניים, עד תקופת גלילאו גליליי, חשבו שכדור הארץ הוא מרכז היקום בגלל ה יחס וחשיבות סמלית לכך שבני האדם עומדים במרכז הכל והשלכותיו הדתיות, אשר פורסמו על ידי כְּנֵסִיָה. עם זאת, השימוש של גלילאו במתמטיקה עורר את אחד מיסודות המדע המודרני בכך שהוא החליף את הפילוסופיה וההשערות בהתבוננות אובייקטיבית. אייזיק ניוטון, מאבות המדע המודרני, ביסס עוד יותר את חשיבות המתמטיקה בתיאוריה שניתן להסביר את היקום כולו באמצעות מודלים מתמטיים.
שני סוגים של מדע
ניתן לחלק את המדע המודרני לשני ענפים שונים, המכונים מדע יישומי ומדע טהור. מדע טהור מתאר את מדע הגילוי. מדע יישומי מתאר את תהליך פיתוח הטכנולוגיה והמוצרים החדשים עבור הצרכנים ולעתים קרובות נובע מניסויים ותיאוריות של מדע טהור. בעוד ששני ענפי המדע משתמשים בכוחות ההתבוננות, בשיטה המדעית ובמתמטיקה, המדע הטהור הוא יותר עוסקת בהרחבת ובדיקת גוף הידע המדעי הקיים בעוד שמדע יישומי מבקש להעביר את הידע הזה להשתמש.