科学发现是一切科学活动的直接目标，重要事实或理论的发现是科学进步的主要标志。这两类发现是互相联系、互相促进的。重大的科学发现，特别是重大理论的提出，往往构成某一学科甚至整个科学的革命。

科学理论的发现是创造思维的结果，往往求助于直觉、想象力的作用，涉及科学家的文化素养、心理结构甚至性格特征等复杂的个人因素，同时具有很大的偶然性。整体而言，任何科学发现都是一定社会文化背景中的社会实践和科学自身需要的产物，特别是科学事实的发现往往直接受到社会生产水平和仪器装置制造技术的制约。

科学的本质在于永无止境地发现与探索。科学发现的进程是必然的，具有自己的“逻辑”，符合一定的规律。科学的探索、发现，是试探、错误，再试探、再错误……或猜想、批判，再猜想、再批判……。这既是个别科学家科学探索的逻辑，也是整个科学进化的逻辑。

英国科学哲学家K.R.波普尔在其著作《科学发现的逻辑》中提出，科学发现的“逻辑”经历了一个从理性到非理性，再从非理性到理性的统一这样一个“正—反—合”的辩证发展历程。这种“逻辑”有别于单纯从事实归纳出理论或者从理论演绎出事实的形式逻辑。