科学理論とは、観測や実験を通じて繰り返し確認された事実に基づく、自然界のある側面を十分に立証した説明である。こうした事実に基づく理論は「推論」ではなく、現実世界への信頼できる説明である。中でも生物進化論は「単なる理論」を超えた立ち位置であり、物質の原子論や病気の細菌説などと同等に確立されている。重力に対する私たちの理解は現在もまだ発展途上にあるが、それでも重力という現象は進化論同様、受け入れられている事実である。
つまり、理論という言葉はテストされていないが複雑な仮説や科学モデルについて適用すべき言葉ではない。
科学理論の形式.
科学的方法には、未実施の実験結果についての仮説から予想を行い、その予想が正しいかどうか実際にその実験で確かめるという、仮説の提案と検証というサイクルが含まれる。これにより、仮説を支持する証拠と否定する証拠の両方が集まる。特定の調査分野に対し十分の結果が集まると、科学者は次に、これらのうち可能な限り多くの証拠を説明する説明の枠組みを提案する。この説明に対しても検証がなされ、前述の基準を満たすまでになればその説明は理論として受け入れられる。十分な証拠を集めるのは複雑で困難な事例も多く、理論が完成するまでに何年も要することも常である。
十分基準に満たすようになれば、その説明は少なくともある一定数の現象については最も適合しているとして、科学者の間で広く科学的コンセンサスが得られる。できた科学理論は従来の理論では説明できなかったり正確な予測ができなかった事柄についても予想ができるようになり、根拠なき理論の改ざんの試みにも抵抗できるようになる。
証拠の強さは科学コミュニティーによって評価され、最も重要な追試は複数の独立したグループによって行われる。
理論が科学的に使えるものになるためには、必ずしもそれが完全無欠な正確さを持っている必要はない。たとえば、古典力学による予測は、相対論的領域では不正確になるが、通常人間が経験するような低速度においては十分正確といえる数字が出る。また化学において酸と塩基に関しては、酸性化合物と塩基性化合物の根底の性質について全く異なる説明がいくつも理論として存在するが、それらは化学反応の挙動を予測するのに役に立っている。