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方法是完成任务必须遵循或使用的过程、技术、方法、手段、操作、观点或规则。有些方法是对的，有些是错的；有些是科学的，有些是不科学的。正确的方法可以保证任务的完成，促进科学的发展。相反，不科学的、错误的方法就起不到作用，会阻碍科学的发展。科学的方法是从实践中得出并逐步完善的。它是用来正确反映客观现实的主观手段。
专门以科学方法为研究对象，关于所有科学方法的理论统称为科学方法论。科学方法论是涉及一般科学研究方法的理论，它探索方法的一般结构，描述其发展趋势和方向的表现，以及阐释不同方法在科学研究中的相互关系。狭义上的方法论指只描述自然科学的方法论，即自然科学研究的一般方法，如观察方法、实验方法和数学方法。广义上的方法论是指哲学方法论，即研究所有科学的最普遍的方法。随着20世纪自然科学的发展，出现了控制论方法、信息方法和系统方法等许多新方法，推动了方法研究的高水平发展。
科学的发展与科学研究方法息息相关：从科学史的角度来看，无论是划时代的科学革命，还是一门学科中新规律的发现和新理论的形成，大多以方法的更新为指导。像进化论就是建立在科学观察方法和历史比较方法的基础上的。伟大的法国生理学家贝尔纳提道：“良好的实践可以让我们更好地利用我们的才能，而糟糕的实践会阻碍才能的使用。因此，落后的方法可能会损害、削弱甚至扼杀科学中稀有而宝贵的创造性才华，而先进的方法会增加和培养这种才华。在生物学中，由于现象的复杂性，有许多谬误的来源。方法的作用甚至比科学理论更重要。”
科学方法论根据它所概括的程度一般分为三个层次：
第一个层次，是各门自然科学中的具体方法或特殊方法，也就是各门自然科学的专门性技术方法。在医学科学研究中，在形态学方面的研究，常采用解剖方法、组织切片方法、组织化学和细胞化学方法等；机能方面的研究，多采用电生理方法、生化测试方法、免疫学方法等；分子生物学方面，多采用实时定量聚合酶链式反应法、免疫印迹法、免疫共沉淀法等。在这些研究方法中又各有许多具体的技术方法，如电镜方法就有透射电镜技术、扫描电镜技术。免疫组织化学方法又有免疫酶标法、免疫荧光法等。
第二个层次，是各门自然科学研究中通用的一般方法，如观察与实验等。就医学而言，主要的有观察法、实验法与调查法。
第三个层次，是各类学科都可使用的逻辑方法，或称之为哲学方法。如判断、推理、比较、类比、分析、综合等。
医学科研方法可分为两级：一级方法是指医学研究中的具体手段与一般方法，相当于科学方法的第一与第二个层次；二级方法是指对所得数据与资料进行处理的过程，即经过思维的作用，上升为科学理论，相当于科学方法论的第三个层次。这三个层次的方法，构成了医学科学研究方法学的基本内容。