科學知識指覆蓋一般真理或普遍規律的運作的知識或知識體系，尤其指通過科學方法獲得或驗證過，科學知識極度依賴邏輯推理，通過這樣的研究而獲得的有組織體系的知識。科學致力於揭示自然真象，而對自然作理由充分的觀察或研究。這一觀察，通常指可通過必要的方法進行的，或能通過科學方法套用以評價經驗知識的程序而進行，經擴展、引用至社會、思維等領域，如社會學。
科學為人們提供了各種事物之間普遍量化的邏輯關係，科學沒有政治偏見，包容客觀存在的一切，如有限與無限。科學的雙重矛盾很難理解，需要極其豐富的知識量，才能夠去逐漸領悟。科普是科學普及的簡稱，講述自己的論據和結論，讓讀者自行驗證此結論是可重複的規律(科學)的過程，被稱為科普。迷信是不希望聽者去驗證，只希望聽者接受講述觀點的傳播形式，而不經驗證的接受方式，也就是迷信之ㄧ。迷信不一定是錯的，每個人都不是全才，都會或多或少的迷信權威、專家，不經驗證而相信。所以迷信不可怕，但分不清科普和迷信，就可能分不清科學和假科學。
哲學是人類對世界的思考和認識，因此分為主觀和客觀兩種；而科學是可重複的客觀規律，因此哲學包括科學。主觀的認識世界的方法，已經被大多數人拋棄，因為他們通常只是站在個人的角度去看問題，如果別人不知道論述人的角度，則不一定可以得到一致的結論，而論述人如果考慮到論述角度的問題，改用客觀的論述，就成了科學，以符合事實之具價值的中立性、可經驗性，在科學上則具可檢驗性、可重塑性。
科學哲學是20世紀興起的一個哲學分支。早先主要指邏輯經驗主義或稱邏輯實證主義。主要研究科學的本性，科學理論的結構、科學說明、科學檢驗、科學觀察與理論的關係、科學理論的選擇等。代表人物主要有H.賴興巴哈，石里克、魯道夫·卡爾納普、波普爾、亨普爾、古德曼、庫恩、范弗拉森、蒯因、基切爾等。
近代的科學，旨在理性、客觀的前提下，用知識理論與實驗完整地證明出的真理。是指以培根倡導的實證主義，伽利略為實踐先驅的實驗方法為基礎，以獲取關於世界的系統知識的研究。分為以自然現象為對象的自然科學和以社會現象為對象的社會科學。與藝術、哲學、宗教、文學等相區別。現代科學，還包括以人類思維存在為對象的思維科學。
對於科學的核心特徵或者說所謂科學精神，隨著人類的進步，有不同的觀點，目前一般認為科學具有四項特徵：
一、理性客觀：從事科學研究一般不以「神」、「鬼」、「上帝」為前提，有一些科學家仍會信仰宗教，但是"科學"本身是理性思維的結果，一切以客觀事實的觀察為基礎，通常科學家會設計實驗並控制各種變因來保證實驗的準確性，以及解釋理論的能力。
二、可證偽：這是來自卡爾·波普爾的觀點，人類其實無法知道一門學問裡的理論是否一定正確，但若這門學問有部份有錯誤時，人們可以嚴謹明確的證明這部分的錯誤，的確是錯的，那這門學問就算是合乎科學的學問。
三、存在一個適用範圍：也就是說可以不是放之四海皆準的絕對真理。如廣義相對論在微觀世界失效，量子理論在宏觀世界失效。不過科學家們仍然努力尋找與探索是否有某種理論可以囊括所有自然現象，至少在物理界，將相對論與量子力學合併是一至少延續數十年的野心。
四、普遍必然性：科學理論來自於實踐，也必須回到實踐，它必須能夠解釋其適用範圍內的已知的所有事實。
科學還可以分為從理論和應用等多個層次。在與社會進步的相互作用中，科學對實踐的指導作用得到不斷加強，科學體系本身也不斷壯大，它對人類歷史的重大影響日趨顯著。科學領域很廣，可分為自然科學、社會科學、應用科學等三大領域。
自然科學是研究大自然中有機或無機的事物和現象的科學。自然科學包括天文學、物理學、化學、地球科學、生物學等等。關於數學是否是自然科學存在著爭議。有人認為數學是一門人文科學，也有人認為數學是哲學的分支，是邏輯學的一部分。但數學與自然科學之間息息相關的關係是無可爭辯的。與自然科學不同的還有人文學、社會科學和工程學。
一些人認為，在西方，亞里士多德是自然科學的創始人，伽利略·伽利萊是將實驗引入自然科學的首倡人。18世紀以前歐洲自然科學與哲學幾乎不可分開。古希臘的哲學家也同時是自然科學家。勒奈·笛卡爾、戈特弗里德·威廉·萊布尼茨、約翰·洛克等等著名的自然科學家也同時是哲學家。
在中國，古代把自然科學稱為「物理」，指研究自然物理的學問，算學（現代稱數學，三國時代時期的六藝中也稱「數」）則是一門獨立於「物理」的學科，古代湧現了許多科學家，三國時期的楊泉著有《物理論》，明朝時期的方以智著有《物理小識》。不過，以前的學問分科不細不嚴，古代學者往往通多種學問，如墨子是一位自然科學家，也是一位思想家、哲學家、政治學家，還是一位社會政治活動家、工程師等，祖沖之是天文學家，又是數學家、機械工程師。
社會科學是用科學的方法，研究人類社會的種種現象。如社會學研究人類社會（主要是當代），政治學研究政治、政策和有關的活動，經濟學研究資源分配。廣義的「社會科學」，是人文學科和社會科學的統稱。社會科學起源於西元1930年出版的社會科學百科全書(Encyclopaedia of the Social Sciences)，社會科學是一門這幾十年才逐漸發展出來的學科，然而隨著時間的進展社會科學也被正確的確立了社會科學的研究學科，其內容包含了社會學、人類學、經濟學、法學、政治學、犯罪學、哲學、生物學、地理學、醫學、教育學、心理學、語言學、倫理學、藝術、社會工作學及法律學等等與社會科學概論相關的一門學科。隨著社會的多元化的轉變，學術的自由探討空間將越來越大，社會科學的定義與分類方面也會開始發生變化。
應用科學是將自然科學的知識應用到實際問題上的科學，和工程和科技有密切的關係。如應用科學方式的天文學，是觀察和研究宇宙間天體的學科，它研究天體的分布、運動、位置、狀態、結構、組成、性質及起源和演化，是自然科學中的一門基礎學科。天文學與其他自然科學的一個顯著不同之處在於，天文學的實驗方法是觀測，通過觀測來收集天體的各種信息。因而對觀測方法和觀測手段的研究，是天文學家努力研究的一個方向。在古代，天文學還與曆法的制定有不可分割的關係。現代天文學已經發展成為觀測全電磁波段的科學。
天文學是以觀測為基礎的科學，與其他學科的實驗方法不同，天文觀測是一種被動的實驗，通常觀測的對象距離觀測者極其遙遠，本身的尺度極大，演化時間極長，而且往往涉及到一些極端的物理條件，如高溫、高密度、強磁場等等，這些條件通常在地面的實驗室中是很難模擬和再現的。天文學家經常遵循「觀測——理論——觀測」的方法來進行研究，即提出理論來解釋一些天文現象，然後再根據新的觀測結果，對原來的理論進行修正或者用新的理論來代替。
由於地球大氣層對大部分電磁波段來說是不透明的，因此許多太空探測方法和手段相繼出現，例如氣球、火箭、人造衛星和太空飛行器等，在此基礎上發展起來太空天文學，大大拓寬了天文學家的視野，使現代天文學發展成為全波段的天文學。在天文學研究中最熱門、也是最難令人信服的課題之一就是關於宇宙起源與未來的研究。宇宙是在約137億年前的一次猛烈的爆發中誕生的，然後宇宙不斷地膨脹，溫度不斷地降低，產生各種基本粒子。隨著宇宙溫度進一步下降，物質由於引力作用開始塌縮，逐級成團。在宇宙年齡約10億年時星系開始形成，並逐漸演化為今天的樣子。
宇宙速度是物體從地球出發，在天體的重力場中運動，四個較有代表性的初始速度的統稱。太空飛行器按其任務的不同，需要達到這四個宇宙速度的其中一個。第一宇宙速度又稱為環繞速度，是指在地球上發射的物體繞地球飛行作圓周運動所需的最小初始速度。要作圓周運動，必須始終有一個力作用在太空飛行器上。實際上，地球表面存在稠密的大氣層，太空飛行器不可能貼近地球表面作圓周運動，必需在150千米的飛行高度上，才能繞地球作圓周運動。在此高度下的環繞速度為7.98千米/秒。
第二宇宙速度，亦即地球的逃逸速度，是指在地球上發射的物體擺脫地球引力束縛，飛離地球所需的最小初始速度。將無窮遠處的物體的勢能記為0，則距離地心為r的地方，勢能為-GMm/r,那麼在地表的待發射的物體勢能為-GMm/R。由於地球表面稠密的大氣層，太空飛行器難以這樣高的初始速度起飛，實際上，太空飛行器是先離開大氣層，再加速完成脫離的（例如先抵達近地軌道，再在該軌道加速）。在這高度下，太空飛行器的脫離速度較小，約為10.9千米/秒。實際上太空飛行器的飛行速度遠比計算值要低得多，太空飛行器尾部的噴射器持續地給予向上的推力分力 ， 而這個力只要大於地球對太空飛行器所施加的吸引力，即Δ>0,太空飛行器就能脫離地球的引力場。因此亦有人認為，只要向上分力持續大於太空飛行器重量，便可以相較微小許多的初速脫離地球的引力場，然而所花時間的加長，使得這在實際情形中並不佔優勢。
第三宇宙速度，亦即太陽的逃逸速度，是指在地球上發射的物體擺脫太陽引力束縛，飛出太陽系所需的最小初始速度。本來，在地球軌道上，要脫離太陽引力所需的初始速度為42.1千米/秒，但地球繞太陽公轉時令地面所有物體已具有29.8千米/秒的初始速度，故此若沿地球公轉方向發射，只需在脫離地球引力以外額外再加上12.3千米/秒的速度。
第四宇宙速度是指在地球上發射的物體擺脫銀河系引力束縛，飛出銀河系所需的最小初始速度。但由於人們尚未知道銀河系的準確大小與質量，因此只能粗略估算，其數值在525千米/秒以上。而實際上，仍然沒有太空飛行器能夠達到這個速度。宇宙速度的概念也可應用於在其他天體發射太空飛行器的情況。例如計算火星的環繞速度和逃逸速度，只需要把公式中的M,R,g換成火星的質量、半徑、表面重力加速度即可。
宇宙間的事件視界（event horizon），是一種時空的曲隔界線。視界中任何的事件皆無法對視界外的觀察者產生影響。在黑洞周圍的便是事件視界。在非常巨大的重力影響下，黑洞附近的逃逸速度大於光速，使得任何光線皆不可能從事件視界內部逃脫。根據廣義相對論，在遠離視界的外部觀察者眼中，任何從視界外部接近視界的物件，將須要用無限長的時間到達視界面，其影像會經歷無止境逐漸增強的紅移；但該物件本身卻不會感到任何異常，並會有限時間之內穿過視界。絕對視界線是一種時空的界線，完全隔絕因果關係，也就是說在絕對視界線的一端發生的事絕對不會影響絕對視界線的另一端的事，而且任何事物穿越絕對視界線就無法回來。在宇宙中，絕對視界線存在的例子大概就只有黑洞了，對來說，絕對視界線就是黑洞的邊緣也可以說是事件視界，但其實絕對視界線只是事件視界的一種。
帶電黑洞或叫R-N黑洞是帶有電荷的黑洞，與一般黑洞不同的是，帶電黑洞有兩個視界，當物體穿越第一層視界時就一定被強大的重力吸往第二層視界，然後被潮汐力給撕碎，並且任何關於物體的資訊都會消失的無影無蹤。如果帶電黑洞的電荷太多的的話，將會出現所謂的極端RN黑洞，對它再加上任何一點的電荷的話，它的視界將會消失，並留下一個裸奇異點，這種奇異點性質怪異，在在物理界產生了多矛盾，但在宇宙背景輻射的發現近代天文學上具有非常重要的意義，它給了大爆炸理論一個有力的證據。另一種是同時帶有角動量和電荷的黑洞，叫做克爾-紐曼黑洞（Kerr-Newman black hole）。相比於靜態的史瓦西黑洞，克爾黑洞更接近於實際物理上的黑洞，因為大多數恆星都具有一定的自轉角動量，當它們坍縮成黑洞時仍然會保留部分角動量。2006年天文學家對銀河系內的X射線雙星GRS 1915+105的觀測表明，其中的黑洞可能在以每秒1150次的頻率高速自轉，已經接近了理論上的極限。
文章定位：
