Vitenskap er basert på observasjonen at universet er styrt av naturlover som kan bli forstått gjennom gjentatte eksperimenter (etterprøvbarhet eller reliabilitet). Vitenskap fungerer som et pålitelig, rasjonelt grunnlag for forutsigelser og konstruksjon. Som forskere, bruker ateistiske skeptikere kritisk tenkning til å avgjøre påstander, og baserer ikke påstander på religiøs tro eller andre ikke-falsifiserbare kategorier. Noen filosofer, som bl.a. filosofen Jürgen Habermas, holder seg til en «metodologisk ateisme», en mer spesifikk variant av vitenskapens metodologiske naturalisme, til å synliggjøre at uansett personlig overbevisning, så inkluderer de ikke teistiske forutsetninger i sine metoder.