Doğa bilimleri olgusaldır ve doğada her an varolabilen olaylar zincirlerini, olguları inceler. Olgular arasındaki neden-sonuç ilişkisini inceleyerek doğanın yasalarına ulaşır. Olgusallık, deney ve gözlem yolu ile ulaşılan yasaları yine deney ve gözlem ile doğrulatmaktır. Ayrıca determinist olmalıdır.
Doğa bilimleri tüme varım yöntemini kullanır. Tek tek olaylardan ve olgulardan hareket edilerek genel doğa yasalarına ulaşılır.
Doğa bilimleri açıklayıcıdır. Amacı sadece anlamak değil, ayrıca açıklamaktır. Açıklama; bir olgu veya varlığı meydana getiren temel öğeleri, anlaşılır bir biçimde ortaya koymaktır. Doğa bilimleri anladığı her realiteyi tanım, yasa veya formül ile açıklamalıdır. Doğa bilimleri geliştirilmiş bilimlerin temelidir. Bununla beraber, doğa ve geliştirilmiş bilimler, sosyal bilimleri ve insanlığı bir elde, teoloji ve de sanatları diğer elde tutarak gelişmişlerdir. Matematik, istatistik ve bilgisayar bilimleri doğa bilimlerinden değildir, fakat doğa bilimleri olmadan temel hatlarını karşıyalabilirler. Bu kullanımın yanında, kelime daha eskilerde, günlük anlamıyla, doğal tarihi karşılamak için kullanılmıştır. Bu anlamıyla, "doğa bilimleri" biyolojik bilimlerin yerine kullanılabilmiştir.