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对于科学问题的具体定义，科学界不同的研究者对于科学问题定义都有所不同，每个说法都有其合理之处，而其中比较具有代表性的关于科学问题的定义至少有30种，人们将它们归类为：矛盾说、主观愿望说、理想与现实的差距说、任务说、综合说。
这种学说把科学问题定义为科学研究领域中的矛盾。奥地利哲学家波普尔就持这种观点，他认为，问题就是背景知识中固有的预期与其所提出的观察或某种假说等新发现之间的冲突。
这种学说将科学问题看作是主观的智能方面的一种愿望。英国著名的科学哲学家玻兰尼（M.Polanli）在其《解决问题》一文中曾经写道：“一个问题或其发现本身是没有含义的。只有当它使某人疑惑或焦虑时，才成为一个问题，发现也只有当它使某人从一个问题的负担中解脱出来时，才成为一个发现。一个下棋方面的问题，对黑猩猩或低能人来说什么也不是，因为它并没有使他们疑惑。另一方面，一个高能棋手也不会被其迷惑，因为他能轻而易举地解决它。所以，只有水平与之相当的棋手，才会被它所吸引，才会把对它的解决评价为一个发现。”由此，玻兰尼对“问题”的含义做了界定：“一个问题，就是一个智力上的愿望。”
这种学说将科学问题规定为“解释的理想与目前的能力的差距”或“当前的状态与所要求的目标状态之间的差距”。美国科学哲学家图尔敏（Stephen Toulmin）在《人类的理解》一书中就这样定义了科学问题。他给出了一个公式：“科学问题=解释的理想－目前的能力。”他认为问题是“科学家通过认识他们目前解释自然界有关特性的能力与他们目前关于自然秩序或充分可理解性的理想间的差距，找到和确定了目前概念的缺陷”。
这种学说将科学问题定义为科学研究的任务。该定义主要是当代日本哲学家岩奇允胤和物理学家岩原将平在《科学认识论》一书中提出的。他们解释说：“问题是基于一定的科学知识的完成、积累，为解决某种未知而提出的任务。”
这种学说试图将科学问题的有关本质属性综合在一起，即将科学问题的形式上的主观性、内容上的客观性和研究者的目的性等综合起来，以此定义科学问题。
除此之外，《科学问题的定义新探》一文的作者刘冠军这样陈述道：科学问题指的是科学认识主体在一定的已知背景知识条件下，在一定的真实的应答范围内以主观形式表达出的关于科学认识客体的欲知和能知的未知内容。他还对上述五类学说做了一定的辨析。
主观愿望说的合理性在于它强调了自然界或自然物本身是不存在科学问题的，只有当人——科学认识主体进行智能活动时才能产生科学问题，但该学说对科学问题的定义过于宽泛和过于模糊，且最重要的是忽视了科学问题内容的客观性。
差距说的合理性在于它强调了科学问题内容上的客观性，基本上揭示出了科学问题的实质所在，但是该学说过于忽视科学问题在形式上的主观性。
矛盾说的合理性在于它在一定程度上揭示出了科学问题的本质，但是其不足之处也非常明显，即过于笼统且缺乏分析。从辩证法的角度讲，在科学研究领域中普遍存在大量的矛盾，然而这些矛盾不可能都是科学问题。
任务说将科学问题与科学研究人员的职责联系起来。从表层看其有一定的合理性，但是该学说并未揭示出科学问题的本质属性，更未能深入揭示科学问题本身的矛盾。
综合说虽然其合理性是明显的，但其具体的定义往往是解释性的，过于复杂，有悖于经济思维原则，因而在一定程度上也不能令人满意。
图1-2 科学问题定义的学说
每个关于科学问题的定义都有其合理性及缺陷，虽然没有完美的定论，但在阅读了研究者们对科学问题作的不同定义之后，我们可以对科学问题产生一个大概的印象。而对于如何理解科学问题，我们可以从广义和狭义两方面来看。从广义上看科学问题是知识的传播过程，包括科学学习问题和科学研究问题，其研究的对象是自然现象的本质和规律；从狭义上看科学问题是关于科学中尚未解决的问题，对于全人类而言都是未知的，实质上即为科学研究问题（如图1-2所示）。