Čeprav obstajajo različni odgovori glede opredelitve sodobne znanosti in njenega začetka, ki temeljijo na različnih zgodovinske interpretacije ostajajo značilnosti sodobne znanosti podobne ne glede na zgodovinske časovnice. Najzgodnejši datumi rojstva moderne znanosti segajo od visokega srednjega veka 1277 do 17. stoletja. Nekateri zgodovinarji navajajo drugo znanstveno revolucijo, ki se je zgodila v začetku 20. stoletja s prihodom kvantne fizike.
Opazljivost
V nasprotju s srednjeveško znanostjo, ki je teologijo in metafiziko pozdravila kot vrhunec znanstvenega znanja, moderna znanost se sklicuje samo na naravne predmete, ki jih je mogoče zaznati s petimi čuti ali jih je mogoče zaznati s pomočjo instrumenti. Posledično so metode opazovanja privedle tudi do razvoja vej znanosti, ki se ukvarjajo samo s teoretičnimi komponentami, kot so kvantna fizika in nekateri deli astronomije. Ko opazimo, preizkusimo in ponovno preizkusimo dejstva, skušajo znanstveniki svoja opažanja urediti v obliki izrazov, imenovanih znanstveni zakoni. Opažanja, ki jih še ni mogoče dosledno preizkusiti in dokazati, se imenujejo znanstvena teorija.
Znanstvena metoda
Znanstvena metoda je še ena pomembna sestavina sodobne znanosti, saj opisuje objektivno podlago za testiranje in sporočanje rezultatov znanstvenih raziskav. Z uporabo znanstvene metode bo znanstvenik oblikoval izobraženo ugibanje glede izida procesa ali eksperimenta in nato uporabite različne teste, ki izolirajo eno ali več spremenljivk, da bi dobili cilj in ga lahko potrdili izid. Če se hipoteza ne ujema z zaključkom eksperimenta, je treba hipotezo spremeniti, da bo ustrezala rezultatom.
Matematika
Močan poudarek na matematiki nad filozofijo, simboli in stališči je še ena značilnost sodobne znanosti, ki gre z roko v roki z opaznostjo in znanstveno metodo. Na primer, v srednjem veku, do časa Galileja Galileja, naj bi bila Zemlja središče vesolja zaradi odnos in simbolni pomen ljudi, ki so v središču vsega, in njegove verske posledice, ki jih je cerkev. Vendar je Galilejeva uporaba matematike sprožila enega od temeljev sodobne znanosti, saj je filozofijo in špekulacije nadomestila z objektivnim opazovanjem. Isaac Newton, eden od očetov moderne znanosti, je še bolj utrdil pomen matematike pri teoriji, da je mogoče celotno vesolje razložiti z uporabo matematičnih modelov.
Dve vrsti znanosti
Sodobno znanost lahko razdelimo na dve različni veji, ki sta znani kot uporabna in čista znanost. Čista znanost opisuje znanost odkrivanja. Uporabna znanost opisuje postopek razvoja nove tehnologije in izdelkov za potrošnike in je pogosto rezultat eksperimentov in teorij čiste znanosti. Medtem ko obe veji znanosti uporabljata moči opazovanja, znanstvene metode in matematike, je čista znanost več se ukvarja s širjenjem in preizkušanjem obstoječega znanstvenega znanja, medtem ko si ga uporabna znanost prizadeva predstaviti uporaba.