Fordi vitenskapen tilbyr en måte å svare på spørsmål om kosmos på en klar, rasjonell måte, med bevis for å støtte det, er en pålitelig prosedyre nødvendig for å få den beste informasjonen. Denne prosedyren kalles ofte den vitenskapelige metoden og består av følgende åtte trinn: observasjon, spørring av en spørsmål, samle informasjon, danne en hypotese, teste hypotesen, gjøre konklusjoner, rapportere og evaluere.
Den gamle greske Aristoteles var den første som foreslo observasjon og måling som en metode for å få kunnskap om verden. I de påfølgende århundrene ville tenkere forbedre disse ideene, særlig den islamske lærde Ibn al-Haytham, som utviklet seg en tidlig form for den vitenskapelige metoden, og Galileo, som understreket viktigheten av å teste for variabler i eksperimenter.
Det første trinnet i den vitenskapelige metoden er observasjonen av et fenomen, som resulterer i det andre trinnet: spørsmålet om hvorfor nevnte fenomen oppstår. Etter å ha samlet tilstrekkelig mengde passende informasjon om det aktuelle emnet, kan en hypotese (utdannet gjetning) formuleres.
Hypotesen må deretter testes ved å gjennomføre et eksperiment, som skal bevise om gjetningen er sant eller usant. For å være sikker på at alle resulterende data vil være nøyaktige, bør eksperimentet gjentas flere ganger, med tanke på variabler.
Først når de resulterende dataene er analysert, kan en konklusjon trekkes. Selv når en konklusjon er gjort, skal den rapporteres, og deretter vil det være nødvendig å evaluere konklusjonen leter etter eventuelle feil i prosedyren og bestemmer et oppfølgingsspørsmål for å finne ut mer om fenomen.
Noen ganger kan den fortsatte inspeksjonen av et fenomen gjennom nye observasjoner og eksperimenter resultere i utvikling av en teori, som kan brukes på andre ikke-relaterte områder, men som kan endres hvis det kommer nye bevis overflater. En teori kan bli en lov når den er universell og ikke kan endres over tid.