Ο όρος επιστήμη με την ευρεία έννοια αρχικά δήλωνε το οργανωμένο σώμα της εξακριβωμένης και τεκμηριωμένης γνώσης. Ο πρώτος αυτός ορισμός διατυπώνεται στο έργο Θεαίτητος του Πλάτωνα όπου ένας από τους συνομιλητές αναφέρει ότι «έστιν ουν επιστήμη δόξα αληθής μετά λόγου», δηλαδή η επιστήμη αποτελεί βεβαιωμένη με λογικά επιχειρήματα γνώση. Πολλές από τις ανθρώπινες προκαταλήψεις γύρω από τον τρόπο που λειτουργεί το σύμπαν έχουν αμφισβητηθεί κατά καιρούς από τις νέες επιστημονικές ανακαλύψεις.
Στη σύγχρονη εποχή, ο όρος είναι πιο περιορισμένος και δηλώνει το σύστημα απόκτησης γνώσης με βάση την επιστημονική μεθοδολογία που βασίζεται στην επιστημονική έρευνα, καθώς και στην οργάνωση και ταξινόμηση της αποκτώμενης με αυτόν τον τρόπο γνώσης. Διακρίνουμε συνεπώς διαφορετικούς επιστημονικούς τομείς που εντάσσονται συνήθως σε τέσσερις μεγάλες ομάδες, τις θετικές επιστήμες, τις εφαρμοσμένες επιστήμες, τις ανθρωπιστικές επιστήμες και τις κοινωνικές επιστήμες.
Θετικές και φυσικές επιστήμες: ασχολούνται με τη μελέτη των φυσικών φαινομένων και των τυπικών συστημάτων με βάση την παρατήρηση, το πείραμα και τη λογική.
Κοινωνικές επιστήμες: ασχολούνται με τη μελέτη της ανθρώπινης συμπεριφοράς και της ανθρώπινης κοινωνίας, στη βάση της παρατήρησης και της λογικής.
Ανθρωπιστικές επιστήμες: ασχολούνται με τη διερεύνηση της ανθρώπινης κατάστασης μέσω της λογικής και της τέχνης.
Εφαρμοσμένες επιστήμες: ασχολούνται με την πρακτική επίλυση προβλημάτων μέσω συστηματικών μεθοδολογιών και την επιστημονική θεμελίωση των μεθόδων αυτών (συνήθως αποτελούν εφαρμογή κάποιων θετικών επιστημών, αλλά μπορεί να έχουν και επιρροές από τις κοινωνικές επιστήμες).Η ταξινόμηση αυτή είναι μόνο συμβατική, ενώ δεν είναι σπάνιο ένα επιστημονικό πεδίο να συνθέτει στοιχεία από διαφορετικούς κλάδους. Όταν αυτό το γεγονός ορίζει τον χαρακτήρα του πεδίου, μιλάμε για διεπιστημονικό πεδίο, διακλαδική επιστήμη ή διεπιστήμη (π.χ. βιβλιοθηκονομία, επιστήμη συστημάτων, γνωσιακή επιστήμη κλπ).
Η επιστημονική διαδικασία είναι η συστηματική έρευνα της νέας γνώσης σε ένα σύστημα. Αυτή η συστηματική έρευνα είναι γενικώς η επιστημονική μέθοδος και το σύστημα γενικώς είναι η φύση. Επιστήμη επίσης είναι η επιστημονική γνώση που έχει συστηματικά αποκτηθεί μέσω της επιστημονικής διαδικασίας. Μερικά από τα ευρήματα της επιστήμης μπορεί να είναι εντελώς αντίθετα προς την ανθρώπινη διαίσθηση. Η ατομική θεωρία για παράδειγμα υποδηλώνει ότι ένας στερεός βράχος που εμφανίζεται ως βαρύς, σκληρός, γκρίζος κλπ. είναι στην πραγματικότητα ένας συνδυασμός από υπατομικά σωμάτια με καμία από αυτές τις ιδιότητες, τα οποία κινούνται ταχύτατα σε μία περιοχή που αποτελείται κυρίως από κενό χώρο.
