科學活動中對未知事物或規律的揭示，主要包括事實的發現和理論的提出。作出科學發現是一切科學活動的直接目標，重要事實或理論的發現也是科學進步的主要標誌。這兩類發現又是互相聯繫、互相促進的。例如，19世紀末以來，電子、X射線、放射性等發現促成瞭原子結構和原子核理論的建立，而後者又推動瞭各種基本粒子的發現，為粒子物理學的誕生作好瞭準備。重大的科學發現，特別是重大理論的提出，往往構成某一學科甚至整個科學的革命。科學理論的發現是創造思維的結果，它往往求助於直覺、想像力力的作用，這就必然要涉及科學傢的文化素養、心理結構甚至性格特征等復雜的個人因素，有時還往往具有很大的偶然性。但這並不意味科學發現毫無規律性可循。科學史上有大量所謂“同時發現”的記載，說明任何發現歸根結柢都是在一定社會文化背景中的社會實踐和科學自身需要的產物，特別是事實的發現往往直接受到社會生產水平和儀器裝置制造技術的制約。因此，科學發現在科學發展的總進程中是必然的，合乎規律的。它具有自己的“邏輯”，有人還明確地稱之為科學發現的邏輯。這種“邏輯”有別於單純從事實歸納出理論或者從理論演繹出事實的形式邏輯。