Unter dem Be­griff Na­tur­wis­sen­schaft wer­den Wis­sen­schaf­ten zu­sam­men­ge­fasst, die em­pi­risch ar­bei­ten und sich mit der Er­for­schung der Natur be­fas­sen. Na­tur­wis­sen­schaft­ler be­ob­ach­ten, mes­sen und ana­ly­sie­ren die Zu­stän­de und das Ver­hal­ten der Natur durch Me­tho­den, die die Re­pro­du­zier­bar­keit ihrer Er­geb­nis­se si­chern sol­len, mit dem Ziel, Re­gel­mä­ßig­kei­ten zu er­ken­nen. Neben der Er­klä­rung der Na­tur­phä­no­me­ne ist eine der wich­tigs­ten Auf­ga­ben der Na­tur­wis­sen­schaft, die Natur nutz­bar zu ma­chen. Die Na­tur­wis­sen­schaf­ten bil­den so z. B. einen Teil der the­o­re­ti­schen Grund­la­gen von ver­schie­de­nen Dis­zi­pli­nen wie Tech­nik, Psy­cho­lo­gie, Me­di­zin oder Um­welt­schutz.

Ein Ex­pe­ri­ment ist eine "Frage an die Natur". Mit einem Ex­pe­ri­ment ver­sucht man In­for­ma­ti­o­nen zu ge­win­nen. Diese In­for­ma­ti­o­nen nennt man Daten. Dabei geht man me­tho­disch vor. Im Ge­gen­satz zu einer Be­ob­ach­tung in der Natur ver­sucht man im Ex­pe­ri­ment ge­zielt be­stimm­te Ein­fluss­grö­ßen zu ver­än­dern. Das Er­geb­nis eines Ex­pe­ri­ments muss re­pro­du­zier­bar sein. Das be­deu­tet, dass das Ex­pe­ri­ment je­der­zeit an jedem Ort wie­der­holt wer­den kann und dabei (im Rah­men der Mess­ge­nau­ig­keit) unter glei­chen Be­din­gun­gen, die glei­chen Daten lie­fert.