Научная картина мира самая поздняя по времени своего появления. Наука является такой сферой деятельности, функцией которой стала выработка и систематизация объективных знаний о действительности. Связь между наукой и философией весьма сложна. Философию объединяет с наукой стремление к построению знания в теоретической форме, к логической доказательности выводов.
 

Научная картина мира создаёт целостный образ предмета исследования, формируя его с помощью фундаментальных принципов и понятий науки. Научное познание отличается рядом существенных черт. Важнейшей особенностью научного познания является его систематизированность. Научные знания существуют не в разрозненном, а в обобщенном, систематизированном виде, в виде теорий. Второй особенностью научного познания является его самоконтроль, выражающийся в наличии методологии — обосновании применяемых методов познания.

Третья особенность — стремление к формализации. Оно выражается, в первую очередь, в строгости языка науки. Научные знания фиксируются в виде точных понятий; суждения и умозаключения науки формулируются в виде принципов и законов. Стремление к точности языка науки приводит к ее математизации — замене словесных понятий математическими символами и формулами. Кроме того, процесс научного познания осуществляется в определенных организационных условиях, с соблюдением установленных форм и принципов. Наука существует и как социальный институт.

Научное познание осуществляется на двух уровнях: эмпирическом и теоретическом. На эмпирическом уровне научного познания происходит сбор опытных данных, фиксация фактов, их первичная систематизация, создание понятий. Фактом (от nw.factum — сделанное, совершенное) называют объективно существующее событие или явление. Научный факт — это описание факта на языке науки. Научным фактом называют знание о единичном событии или явлении. Собирая единичные факты, исследователи проводят их первичную систематизацию (фиксируют в перечнях, таблицах, графиках и т. п.) и подводят под понятие, т. е. группируют частные факты вокруг одного правила, формулируемого в виде понятия. Научное понятие — это утверждение о существенных признаках объектов.

На теоретическом уровне научного познания понятия систематизируются, формулируются принципы и законы, выдвигаются гипотезы и создаются научные теории. Научные утверждения, из которых строятся теории, бывают двух видов : основные (исходные) и выводные. Основные утверждения, на которых базируется теория, называются научными принципами. Выводные утверждения, которые доказываются данной теорией, называются научными законами.

Научный принцип (от лат principium — первоначало) — это основополагающее начало, исходный пункт теории или концепции. Научные законы — это отражение в науке существенных, необходимых связей в объективном мире. Научным законом называется формулировка объективно существующих необходимых связей мира при помощи научных понятий. Высшей формой существования научного знания является теория. С помощью теорий происходит наиболее полное обобщение фактов и выявление основных закономерностей их существования. Теория (от греч. theoria — наблюдение, рассматривание, исследование, рассуждение) — это система обобщенного знания о существенных закономерностях какой-либо отдельной части действительности. Теория направлена на развитие дальнейшей преобразовательной деятельности человека — практики.

Научная картина мира не остаётся неизменной. Долгое время существовало представление о приращении научного знания как о линейном прогрессе. Детальные исследования истории науки раскрыли иную картину и заставили отказаться от общепринятого взгляда на научный прогресс. Оказалось, что научный прогресс делится на две фазы: длительный период постепенного продвижения в пределах имеющейся парадигмы и короткий период революционных перемен и смены парадигмы. Самым ярким примером из истории физики является смена теории Ньютона на теорию Эйнштейна.

В научной картине мира результаты исследования приобретают мировоззренческое значение и включаются в культуру.