Bilimsel araştırmada öne çıkan üç tutum ampirizm, rasyonalizm ve şüpheciliktir. Hepsi, belirli bir düşünce ve muhakeme modeliyle zor problemlere yaklaşmak zorundadır. Bilimsel araştırma, gerçeklerle, mantıksal akıl yürütmeyle ve sürekli yeni bilgi arayışlarıyla ilgilenmeye dayanır.
Ampirizm, gerçeklere ve ölçüme güvenmektir. Ampirik kanıt, beş duyu tarafından deneyimlenen kanıtdır ve bu nedenle birden fazla kişi tarafından tekrarlanabilir ve deneyimlenebilir. Bilimsel topluluk tarafından kabul edilecek bir ifade ya da sonuç setinin şartlarından biri, bir testin tekrarlanabilir koşullara ve sonuçlara sahip olmasıdır.
Akılcılık, dünyayı anlamak için mantıksal düşünce süreçlerini kullanmanın pratiğidir. Mantıksal düşünce, tümdengelimli akıl yürütmeyi oluşturmak için gerçekleri kullanarak, ampirizmle el ele gider. Bir tümdengelimli akıl yürütme zinciri, A şartının yerinde olması durumunda B sonucunun meydana geldiğini takip eder. A doğrudur; bu nedenle B de doğrudur. Rasyonalizm, yalnızca eldeki gerçeklere odaklanarak, duygusal ve arzulu düşünceyi bir kenara koymaya çalışır.
Şüphecilik, sonuçları sorgulama yeteneğidir. Bilim her zaman yeni bir çığır açıyor ve önceden kabul edilmiş bazı gerçekler gündeme geldi. Şüphecilik, bilim adamlarının eski inançlara sarılmak yerine yeni kanıtlar karşısında inançlarını değiştirmelerini sağlar.
