I tre principali atteggiamenti che devono avere nell'indagine scientifica sono l'empirismo, il razionalismo e lo scetticismo. Hanno tutti a che fare con l'affrontare problemi difficili con un particolare schema di pensiero e ragionamento. L'indagine scientifica si basa sulla gestione dei fatti, sul ragionamento logico e sulla costante ricerca di nuove conoscenze.
L'empirismo è affidamento su fatti e misurazioni. L'evidenza empirica è una prova sperimentata dai cinque sensi e, pertanto, può essere ripetuta e vissuta da più persone. Uno dei requisiti per una dichiarazione o un insieme di risultati che devono essere accettati dalla comunità scientifica è che un test ha circostanze e risultati ripetibili.
Il razionalismo è la pratica di impiegare processi di pensiero logico per comprendere il mondo. Il pensiero logico va di pari passo con l'empirismo, usando i fatti per creare un ragionamento deduttivo. Una catena di ragionamento deduttivo segue che se la circostanza A è in atto, si verifica il risultato B. A è vero; quindi anche B è vero. Il razionalismo cerca di mettere da parte il pensiero emotivo e pio, concentrandosi solo sui fatti a portata di mano.
Lo scetticismo è la capacità di mettere in discussione le conclusioni. La scienza apre nuove strade in continuazione e alcuni fatti precedentemente accettati vengono messi in discussione. Lo scetticismo consente agli scienziati di cambiare le credenze di fronte a nuove prove piuttosto che aggrapparsi a credenze più antiche.
