Baik penelitian dasar dan terapan penting untuk kemajuan pengetahuan manusia, tetapi mereka bekerja dengan cara yang sedikit berbeda, dan mereka memiliki tujuan akhir yang berbeda di depan mata. Penelitian dasar atau murni dilakukan semata-mata untuk tujuan mengumpulkan informasi dan membangun pengetahuan yang ada, sebagai lawan dari penelitian terapan, yang diarahkan pada penyelesaian pertanyaan tertentu. Seorang ahli saraf yang mempelajari otak untuk belajar tentang cara kerja umumnya melakukan penelitian dasar, sementara seorang ahli saraf yang mencari asal-usul penyakit Alzheimer terlibat dalam penelitian terapan.
Seringkali, penelitian terapan dibangun di atas penelitian dasar yang ada. Penelitian dasar dapat dianggap sebagai landasan pengetahuan yang memberi orang informasi dasar yang mereka butuhkan untuk mengejar bidang penelitian tertentu. Dalam contoh dua ahli saraf di atas, misalnya, ahli saraf yang terlibat dalam penelitian terapan pada kondisi saraf mungkin akan menggunakan penelitian yang diterbitkan oleh ahli saraf yang lebih umum mempelajari otak.
Garis antara penelitian dasar dan terapan bisa kabur. Misalnya, seorang peneliti yang bermain-main dengan baterai dan metode penyimpanan energi mungkin secara tidak sengaja menemukan baterai revolusioner yang dapat digunakan sebagai produk komersial. Dalam hal ini, penelitian yang dilakukan untuk lebih mengembangkan cara memahami dan menyimpan energi dapat memiliki aplikasi langsung di dunia nyata, seperti menyimpan tenaga surya yang terperangkap oleh panel surya di sebuah rumah.
Dalam penelitian dasar, teori umum, ide, dan pertanyaan dieksplorasi dan diuji, dari mana alam semesta berasal hingga bagaimana hewan berkomunikasi. Beberapa orang telah menyarankan bahwa jenis penelitian ini tidak boleh diprioritaskan, karena tidak selalu menghasilkan manfaat langsung bagi manusia, tetapi tanpa penelitian dasar, banyak program penelitian terapan akan kesulitan untuk mendapatkan awal yang mereka butuhkan. Melakukan penelitian dasar memastikan bahwa peneliti terapan tidak perlu menemukan kembali roda setiap kali mereka memulai proyek baru, karena dasar telah dilakukan.
Beberapa peneliti lebih memilih untuk fokus pada satu jenis penelitian atau yang lain, mengatasi keingintahuan alami atau kekhawatiran tentang masalah spesifik yang dihadapi manusia. Orang lain mungkin bolak-balik, atau menemukan diri mereka memulai sebuah proyek yang dapat dianggap dasar yang ternyata diterapkan, atau sebaliknya. Fleksibilitas dalam penelitian sangat penting, karena mempromosikan inovasi dan pendekatan baru untuk masalah ilmiah. Riset dasar kadang-kadang dikritik sebagai penggalangan dana, tetapi kenyataannya kedua jenis riset itu bisa mahal, dan berinvestasi dalam riset dasar sebenarnya menghemat uang dalam jangka panjang dengan mempromosikan eksplorasi pengetahuan umum.