科学一词，英文写作science，本义是知识，源于拉丁语scio，后来逐步演化为scientia，最后演变为science。中国古代没有“科学”一词，只有“技艺”一词。但是，中国古代的医学、天文学、数学、农学有自己的理论体系，其他学科诸如物理、化学、生物、地理等虽未形成体系，但是也有值得引以为骄傲的成就。古代中国的科学技术曾经领先于世界，但科学技术的地位却一直不高。
在古代希腊，科学不是独立的，而被包含在哲学之中，称为自然哲学。从伽利略通过比萨斜塔的铁球对比实验，推翻了亚里士多德的结论之后，科学从哲学中分离出来，逐渐发展为独立的学科。1687年，牛顿出版了经典力学名著《自然哲学的数学原理》，这里的自然哲学就是科学，后来，人们为了把哲学与科学区别开来，采用science这个词，逐渐流传，遂得到世人的公认。
科学的概念是不断发展丰富的。《现代汉语词典》的解释：科学是反映自然、社会、思维等的客观规律的分科的知识体系。《辞海》的解释：社会和思维的知识体系。英国的百科全书上称：“科学是按自然界的顺序对事物进行分类和对它们的意义的认识”，德国的百科全书上称：“科学是作为一个整体的知识总和……或者在整体上的描述、有计划的发展以及研究”，恩格斯说：“科学就是用理性的方法去整理感性的材料”。
当然，在不同时期，不同场合，对科学的解释有不同的含义。现在我们对科学的认识一般是：科学是正确反映客观事物本质和规律的知识体系；是认识世界改造世界的观念和方法；是一项全社会的共同事业；是人类智慧的结晶，是全社会的精神财富。可以说，到现在为止，还没有一个世所公认的关于“科学”的定义。通常将科学分为社会科学和自然科学两大类，一般情况下所说的科学主要指自然科学，本书所指科学也即自然科学。
事实上，人们把科学分为相互联系的四个层次的内容：科学知识、科学方法、科学态度、科学精神。
科学知识：一般指前人积累的关于科学的知识和经验总和。
科学方法：关于科学自身研究的形式、符号和数学模型，一种特有的思维方法和工作方法。
科学态度：通过对科学知识的正确理解和科学发展的整体把握而形成的科学信念和科学习惯。
科学精神：是在对科学真理的探索过程中，在对科学本质的认识不断深化的过程中，孕育起来的价值观和心理取向。
关于科学的本质或科学的世界观，《科学课程标准（7－9年级）》上是这样论述的：
自然界是有规律的，这种规律是可以被认识的。科学是认识自然最有效的途径。科学知识反映了人类对自然本质的认识，对自然现象具有解释和预见的功能。科学可以转化为技术，变成改变世界的物质力量。科学技术是第一生产力。
科学是以多样统一的自然界为研究对象的探究活动。科学探究不仅涉及逻辑推理和实验活动，同时还是一个充满创造性思维的过程。科学知识是全人类，特别是科学家探究活动的结果，它是人类智慧和劳动的结晶。科学不仅是科学家的事业，而且是一项全社会的事业。每一个人都应当关注科学技术的发展。
科学是一个开放的系统。科学知识具有相对的稳定性并不断发展和进步，它不是绝对真理，只能在一定的条件与范围内适用，也不能解决所有的问题。可验证性是科学与伪科学的重要区别之一。科学强调和尊重经验事实对科学理论的检验。
科学活动应当促进社会的进步，并将受到科学道德和社会一般道德的双重约束。
也有专家认为，科学是不断发展的，科学的本质并不是证实真理，而是不断发现已有理论的错误，不断更新科学理论，使之更接近真理。
中小学的科学教育，其实质是对科学四个层次的教育，逐步认识科学的本质，培养学生的科学素养。
