二十世纪以来，自然科学向微观和宇观两个方面扩展，科学分化愈来愈细，同时科学综合又愈来愈显著。在这种情况下，观察、实验等传统方法呈现出新的面貌，数学方法的广泛应用使整个科学技术日益数学化；各门学科研究方法的相互渗透和移植更加突出；还出现了一些新的科学方法。
　　由于量子力学、空间科学和计算机科学等的出现，高能加速器、电子显微镜、射电望远镜等一系列新仪器和新设备的制造，观察和实验由地面发展到宇宙空间，由宏观深入到微观，并冲破了过去种种条件的限制，在精密、快速和自动化等方面达到了新的水平。数学方法越来越广泛地被运用到各个科学部门中去，出现了数学地质学、生物数学等一系列新的学科，在电子计算机上进行的数学“实验”有可能代替一些技术复杂、价值昂贵的实验。现在，整个科学技术正处在日益数学化的进程中。形式逻辑从上世纪就开始和数学结合起来，产生了数理逻辑，在本世纪得到了更加迅速的发展，使一些数学和逻辑的思维过程由于得到形式化而能够由机器来实现，从而可以用机器代替人的一部分脑力劳动。
　　科学方法的相互渗透和移植现在已经成为一系列新的边缘科学的生长点，并且是现代自然科学迅速发展的一个重要条件。例如，二十年代产生的量子力学,是研究微观粒子运动规律的理论。因为一切较高的运动形式都包括较低的运动形式，研究较低运动形式的方法可以用来研究较高的运动形式，所以随着量子力学的产生和发展，量子化的方法就逐渐渗透到生物学等学科中去，产生了量子生物学等新的边缘学科，使生物学由分子水平进一步发展到量子水平。
　　二次世界大战以来，出现了控制论、信息论、系统论等新学科。这些学科和数学一样，不是以客观世界的某一种物质运动形式或物质存在形式为对象，而是以许多物质运动形式或物质存在形式所具有的某个共同的方面为对象。如：控制论和信息论都撇开了各个运动过程的物质和能量方面的特性，控制论仅仅研究控制和调节过程的数量关系，信息论是用来研究信息的计量、传送，变换和储存。这种新的学科既是新的科学理论，同时又是适用于各种学科的新的科学研究方法。上述这些新的科学方法的出现，是现代科学研究方法的一个新特点。
　　在这个时期，一方面有些科学家，如爱因斯坦、维纳等人，对某些科学研究方法，作了一些比较深入的考察，促进了科学方法的丰富和发展；同时科学的发展要求对科学方法从整体上进行综合的研究，探索科学方法的产生、发展和相互联系的规律性。这些情况引起了越来越多的科学家和哲学家对科学方法论的注意和研究。当前国内外对科学方法论的一些探讨就是在这种形势下出现的。
　　通过对科学研究方法的简略历史考察，说明我们在任何时候都不能把科学研究方法和方法论绝对化、凝固化，而是要随着科学实践的发展不断地探索和发展新的方法，同时科学方法论也要不断増添新的内容，作出新的槪括，以此促进自然科学的发展。