Bilim adamları karşılaştıkları problemleri çözmek için araştırma sürecinde bilimsel yöntemlerden yararlanırlar. Araştırma, “problemlere güvenilir çözümler bulmak amacıyla planlı ve sistemli olarak verilerin toplanması, çözümlenmesi, yorumlanması, değerlendirilmesi ve rapor edilmesi süreci” olarak tanımlanmaktadır. Bilimsel yöntemin araştırma sürecinde uygulanabilmesi için, araştırmacıların bu yöntemin aşamalarına uygun birtakım becerileri geliştirmiş olmaları gerekir. Araştırma becerileri olarak adlandırılan bu beceriler, ana çizgileriyle şöyle açıklanabilir.

• Güçlüğü sezebilme: Bu, bireyin kendisine rahatsızlık veren durumu fark edebilme ya da sezebilme becerisidir. Bu beceri araştırmacının, meraklılık, kuşkuculuk özelliklerinin yanısıra, iyi bir gözlemci olmasını da gerektirir. Örneğin, Newton’a kadar dünyanın pek çok yerindeki pek çok insan, olgunlaşan elmanın ağaçtan yere düştüğünü gözlemiş, ancak bunun araştırılması gereken bir problem olduğunu düşünmemiştir.

• Güçlüğü problem biçiminde tanımlayabilme: Bu aşamada birey, kendisini rahatsız eden düzensizlik ya da güçlük durumunu problem biçiminde tanımlamaya çalışır.

• Problemin çözümüne yönelik denenceler kurabilme: Bu aşamada birey, daha önceki bilgi ve deneyimlerine dayalı olarak denenceler oluşturur. Denenceleri oluştururken problemle ilgili değişkenlerden yararlanır. Bunun için, önce bağımsız ve bağımlı değişkenleri belirler. Daha sonra da, bu değişkenler arasındaki ilişkilerden yararlanarak denenceler kurar. Denence, bağımsız değişkenin değeri değiştikçe bağımlı değişkende nasıl bir değişme görülebileceğini öngören bir ifadedir. Örneğin, “Kütlenin, bir nesnenin hızı üzerindeki etkisi nedir?” sorusunda, “kütle” bağımsız değişken, “hız” da bağımlı değişkendir. Araştırmacı bu değişkenlere dayalı olarak denencesini, “Bir nesnenin kütlesi arttıkça, hızı da artar” veya “Bir nesnenin kütlesi arttıkça, hızı azalır” biçiminde kurar.

• Denencelerin gözlenebilecek sonuçlarını saptayabilme: Bu aşamada araştırmacı, denencelerin olası sonuçlarını kestirmeye ya da saptamaya çalışır. Eğer araştırmacının kurduğu denence doğruysa, beklenen durumların gerçekleşmesi beklenir.

• Denenceleri sınayabilme: Bu aşamada araştırmacı, olgu ya da olaylara bakarak, kanıtlar toplayarak, kurduğu denencelerin doğru olup olmadığını sınamaya çalışır.

• Sonuca ulaşabilme: Bu aşamada araştırmacı, doğrulanan ya da red edilen denencelerinin sonuçlarına dayalı olarak bir genellemede bulunur.

• Araştırma raporunu yazabilme: Bu, araştırma sürecinin son aşamasıdır. Araştırmacı, yaptığı deney, gözlem ve elde ettiği bulguları, başkaları tarafından doğruluğunun kontrol edilebilmesi ya da araştırmanın aynen veya kısmen tekrarlanabilmesi düşüncesiyle açık seçik olarak raporlaştırır.

Raporlaştırma sürecinde araştırmacı, biçim, içerik ve anlatım bakımından belli kurallara uymaya özen gösterir.