מדע מתייחס למכלול הידע שנצבר בדרך של מחקר שיטתי, ניסויים מבוקרים והסקת מסקנות באופן לוגי ועקבי. לפי עקרון ההפרכה של פופר, רעיון הוא "מדעי" רק אם ניתן להגות ניסוי שיפריך אותו.[1] הפילוסופיה של המדע עוסקת בהגדרת השיטה המדעית ובהגדרת ההיקף והתכולה של המושג "מדע".

פסל של גלילאו גליליי, לצד הטלסקופ, בונה דגם של ספרה ארמיליארית. גלילאו היה אחד האנשים החשובים בעיצוב דמותו של המדע בעת החדשה ונחשב בעיני רבים למדען הראשון.

המונח "מדע אמפירי" (או "המדעים המדויקים") מתייחס לענפי מדע כגון פיזיקה, ביולוגיה וכימיה, המבוססים על נתונים מדידים שנאספו באמצעות תצפיות מדעיות ואוששו בניסויים חוזרים ונשנים. מדעים אלה נעזרים במודלים מדעיים, המאפשרים לחזות מראש תוצאות של פעולות ברמה גבוהה ביותר של דיוק, ואדם שעוסק בהם נקרא מדען. יש ענפי מדע שמיישמים את עקרונות השיטה המדעית בתחומים שאינם אמפיריים, כגון סוציולוגיה והיסטוריה, ונקראים "מדעי הרוח". מדעים אלה אינם מתיימרים להגיע לחיזוי מדויק ונזהרים מקביעות נחרצות.

לוגיקה, מתמטיקה וסטטיסטיקה אינן נחשבות לענפי מדע אלא לכלים המשמשים מדענים לניתוח הנתונים, הצגת תוצאות המחקר והסקת המסקנות ממנו.

גוף הידע המדעי מתעצב ומתעדכן בעקבות תגליות ומחקרים חדשים, שמסקנותיהם מתועדות ומופצות בקהילה המדעית. לעיתים קורה שתגלית או ניסוי יביאו לשינוי של הקונצנזוס המדעי. לשאלות רבות אין תשובה ודאית אחת, כך שמדענים, חוקרים ופרשנים עשויים להיות חלוקים בדעותיהם.[2]