La ciencia es una empresa humana enormemente exitosa. El estudio del método científico es el intento de discernir las actividades mediante las cuales se logra ese éxito. Entre las actividades a menudo identificadas como características de la ciencia se encuentran la observación y experimentación sistemáticas, el razonamiento inductivo y deductivo, y la formación y prueba de hipótesis y teorías. La forma en que se llevan a cabo en detalle puede variar enormemente, pero características como estas se han considerado como una forma de demarcar la actividad científica de la no ciencia, donde solo las empresas que emplean alguna forma canónica de método o métodos científicos deben considerarse ciencia (ver también la entrada sobre ciencia y pseudociencia) Por otro lado, el debate más reciente ha cuestionado si hay algo así como un conjunto de herramientas fijo de métodos que es común en toda la ciencia y solo en la ciencia.
El método científico debe distinguirse de los objetivos y productos de la ciencia, como el conocimiento, las predicciones o el control. Los métodos son los medios por los cuales se alcanzan esos objetivos. El método científico también debe distinguirse de la meta-metodología, que incluye los valores y las justificaciones detrás de una caracterización particular del método científico (es decir, una metodología), valores como la objetividad, la reproducibilidad, la simplicidad o los éxitos pasados. Se proponen reglas metodológicas para gobernar el método y es una cuestión meta-metodológica si los métodos que obedecen esas reglas satisfacen valores dados. Finalmente, el método es distinto, hasta cierto punto, de las prácticas detalladas y contextuales a través de las cuales se implementan los métodos. Este último podría abarcar: técnicas de laboratorio específicas; formalismos matemáticos u otros lenguajes especializados utilizados en descripciones y razonamientos; medios tecnológicos u otros medios materiales; formas de comunicar y compartir resultados, ya sea con otros científicos o con el público en general; o las convenciones, hábitos, costumbres forzadas y controles institucionales sobre cómo y qué ciencia se lleva a cabo.
Una de las aportaciones más importantes de Galileo a la astronomía, fueron sus observaciones lunares y sus investigaciones sobre los movimientos de nuestro satélite. De hecho, el interés de Galileo como científico no se centraba en la astronomía, sino en la mecánica y en el movimiento de los cuerpos. Desde el primer momento en el que Galileo contempló la Luna con el telescopio percibió con claridad que su superficie no era lisa y no dudó en señalar la existencia de valles y montañas. Contempló la Luna a lo largo de varios días constatando el movimiento aparente del avance de luces y sombras sobre su superficie, recogiendo todos los datos en “La gaceta sideral”, una de sus grandes obras.
Una de las pruebas que Galileo utilizó para demostrar que la superficie de la Luna no era lisa consistía en que el límite que divide la parte clara y la parte oscura, el llamado terminador, no es uniforme, presentando irregularidades. Otro aspecto que lo demostraba, es la existencia de pequeñas zonas de luz en la superficie lunar aún en sombras lo que delata la existencia de montañas. En cuanto a los cráteres, Galileo percibió claramente, numerosas manchas oscuras en la zona iluminada que tenían una particularidad: sus contornos son muy luminosos y sus sombras van disminuyendo a medida que aumenta la parte luminosa. Galileo comparó esta situación con el orto terrestre. Es conocido por todos, que el Sol al salir por el horizonte primero ilumina las cimas de las montañas y a medida que se va elevando en el cielo va inundando de luz los valles. Otro dato a tener en cuenta de la observación de los cráteres es que la parte oscura de su interior siempre se hallaba orientada hacia el lugar de la irradiación solar.
Pero a Galileo le fascinó también la observación de los mares lunares. Una vez más razonó su naturaleza en base a las observaciones de nuestro propio planeta. Dedujo que las zonas que conformaban las grandes manchas estaban más deprimidas con respecto a las tierras que la bordeaban y constató, evidentemente, que su superficie era más uniforme. En cuanto a su tonalidad, dedujo que al contemplar los mares terrestres, éstos se mostraban más oscuros a la luz del Sol que las zonas emergidas.