Vetenskapens historia är delvis historien om hur forskare kom att se på världen de studerar. Vetenskapliga experiment och observationer har kommit att definieras genom utövandet av en process som kallas den vetenskapliga metoden. De underliggande färdigheterna och premisserna som styr den vetenskapliga metoden benämns naturvetenskapliga processfärdigheter.
Vetenskapens processfärdigheter hänvisar till följande sex åtgärder, utan särskild ordning: observation, kommunikation, klassificering, mätning, slutledning och förutsägelse. Dessa grundläggande färdigheter används i experiment av forskare och studenter, såväl som i vardagen för en genomsnittlig person, till en viss grad. De låter alla genomföra objektiva undersökningar och dra slutsatser utifrån resultaten.
Den första av de vetenskapliga processfärdigheterna, observation, innebär att notera attributen för objekt och situationer genom användning av sinnena. Klassificering går ett steg längre genom att gruppera objekt eller situationer baserat på delade attribut. Mätning innebär att uttrycka fysiska egenskaper på kvantitativa sätt. Kommunikation samlar de tre första färdigheterna för att rapportera till andra vad som har hittats genom experiment.
Slutledning och förutsägelse är de mer sofistikerade av dessa färdigheter. Utöver att bara se och rapportera resultat måste forskare utvinna mening ur dem. Dessa färdigheter kan innebära att hitta mönster i resultaten av en serie experiment och använda erfarenhet för att skapa nya hypoteser. Det är också väsentligt för en vetenskapsman att kunna skilja sina objektiva observationer från sina slutsatser och förutsägelser. Detta beror på att vetenskapliga undersökningar och studier är beroende av objektivitet och ett undvikande av förhastade antaganden i experiment.
Alla färdigheter i naturvetenskaplig process bidrar till ett större syfte, nämligen problemlösning. Problemlösning är anledningen till vetenskapliga undersökningar och utgör kärnan i den. Ett typiskt experiment där en vetenskapsman använder processfärdigheter och den vetenskapliga metoden börjar med att vissa frågor ställs. Baserat på tidigare kunskaper och erfarenheter kommer forskaren att göra en välgrundad gissning om svaret eller resultatet. Denna hypotes kommer att styra designen och genomförandet av ett experiment.
När de experimentella variablerna har bestämts kan de isoleras och kontrolleras. Slutsatser som dras baserat på korrekt datainsamling under proceduren kan leda till att hypotesen verifieras eller bevisas felaktig. Erfarenheten kommer att visa en forskare att olika slutsatser kan dras från samma uppsättning observationer, och ändå vara korrekta.