Metode ilmiah atau proses ilmiah (bahasa Inggris: scientific method) merupakan proses keilmuan untuk memperoleh pengetahuan secara sistematis berdasarkan bukti fisis. Ilmuwan melakukan pengamatan serta membentuk hipotesis dalam usahanya untuk menjelaskan fenomena alam. Prediksi yang dibuat berdasarkan hipotesis tersebut diuji dengan melakukan eksperimen. Jika suatu hipotesis lolos uji berkali-kali, hipotesis tersebut dapat menjadi suatu teori ilmiah.

Metode ilmiah bergantung pada karakterisasi yang cermat atas subjek investigasi. Dalam proses karakterisasi, ilmuwan mengidentifikasi sifat-sifat utama yang relevan yang dimiliki oleh subjek yang diteliti. Selain itu, proses ini juga dapat melibatkan proses penentuan (definisi) dan pengamatan; pengamatan yang dimaksud seringkali memerlukan pengukuran dan/atau perhitungan yang cermat. Proses pengukuran dapat dilakukan dalam suatu tempat yang terkontrol, seperti laboratorium, atau dilakukan terhadap objek yang tidak dapat diakses atau dimanipulasi seperti bintangatau populasi manusia. Proses pengukuran sering memerlukan peralatan ilmiah khusus seperti termometer, spektroskop, atau voltmeter, dan kemajuan suatu bidang ilmu biasanya berkaitan erat dengan penemuan peralatan semacam itu. Hasil pengukuran secara ilmiah biasanya ditabulasikan dalam tabel, digambarkan dalam bentuk grafik, atau dipetakan, dan diproses dengan perhitungan statistika seperti korelasi dan regresi. Pengukuran dalam karya ilmiah biasanya juga disertai dengan estimasi ketidakpastian hasil pengukuran tersebut. Ketidakpastian tersebut sering diestimasikan dengan melakukan pengukuran berulang atas kuantitas yang diukur.

Perumusan masalah adalah langkah awal dalam melakukan kerja ilmiah. Masalah adalah kesulitan yang dihadapi yang memerlukan penyelesaiannya atau pemecahannya. Masalah penelitian dapat di ambil dari masalah yang ditemukan di lingkungan sekitar kita, baik benda mati maupun makhluk hidup.

Untuk dapat merumuskan permasalahan dengan tepat, maka perlu melakukan identifikasi masalah. Agar permasalahan dapat diteliti dengan seksama, maka perlu dibatasi. Pembatasan diperlukan agar kita dapat fokus dalam menyelesaikan penelitian kita.

Permasalahan merupakan pertanyaan ilmiah yang harus diselesaikan. Permasalahan dinyatakan dalam pertanyaan terbuka yaitu pertanyaan dengan jawaban berupa suatu pernyataan, bukan jawaban ya atau tidak. Sebagai contoh: Bagaimana cara menyimpan energi surya di rumah?

Ketika kita mengajukan atau merumuskan pertanyaan penelitian, maka sebenarnya pada saat itu jawabanya sudah ada dalam pikiran. Jawaban tersebut memang masih meragukan dan bersifat sementara, akan tetapi jawaban tersebut dapat digunakan untuk mengarahkan kita untuk mencari jawaban yang sebenarnya. Pernyataan yang dirumuskan sebagai jawaban sementara terhadap pertanyaan penelitian disebut sebagai hipotesis penelitian. Hipotesis penelitian dapat juga dikatakan sebagai dugaan yang merupakan jawaban sementara terhadap masalah sebelum dibuktikan kebenarannya. Oleh karena berupa dugaan maka hipotesis yang kita buat mungkin saja salah.

Sebelum dilakukan penelitian terlebih dahulu harus dipersiapkan rancangan penelitiannya. Rancangan penelitian ini berisi tentang rencana atau hal-hal yang harus dilakukan sebelum, selama dan setelah penelitian selesai. Metode penelitian, alat dan bahan yang diperlukan dalam penelitian juga harus disiapkan dalam rancangan penelitian.

Pengertian pengumpulan data

Instrumen pengumpulan data adalah alat bantu yang dipilih dan digunakan oleh peneliti dalam kegiatannya mengumpulkan agar kegiatan tersebut menjadi sistematis dan dipermudah olehnya.

Instrumen pengumpulan data adalah cara-cara yang dapat digunakan oleh peneliti untuk mengumpulkan data. Instumen sebagi alat bantu dalam menggunakan methode pengumpulan data merupakan sarana yang dapat diwujudkan dalam benda, misalnya angket[1] ,perangkat tes, pedoman wawancara, pedoman observasi, skala dan sebaginya.

Instrumen penelitian merupakan sesuatu yang amat penting dan strategi kedudukannya didalam keseluruhan kegiatan penelitian. Dengan instrumen akan diperoleh data yang merupakan bahan penting untuk menjawab permasalahan, mencari sesuatu yang akan digunakan untuk mencapi tujuan, dan untuk membuktikan hipotesis [2]. Pengumpulan data dilakukan untuk memperoleh informasi yang dibutuhkan dalam rangka mencapai tujuan penelitian. Tujuan yang diungkapkan dalam bentuk hipotesis merupakan jawaban sementara terhadap petanyaan penelitian. Jawaban itu masih perlu diuji secara empiris, dan untuk maksud inilah dibutuhkan pengumpulan data. Data yang dikumpulkan ditentukan oleh variabel-variabel yang ada dalam hipotesis. Data itu dikumpulkan oleh sampel yang telah ditentukan sebelumnya. Sampel tersebut terdiri atas sekumpulan unit analisis sebagai sasaran penelitian.

Variabel-variabel yang diteliti terdapat pada unit analisis yang bersangkutan dalam sampel penelitian. Data yang dikumpulkan dari setiap variabel ditentukan oleh definisi operasional variabel yang bersangkutan. Definisi operasional itu menunjuk pada dua hal yang penting dalam hubungannya dengan pengumpulan data, yaitu indikator empiris dan pengukuran.

Penelitian yang kita lakukan dapat berupa penelitian deskriptif maupun penelitian eksperimental. Penelitian deskripsi merupakan penelitian yang memberikan gambaran secara sistematis, factual dan akurat mengenai fakta dan sifat-sipat objek yang diselidiki. Contoh dari penelitian deskriptif, misalnya penelitian untuk mengetahui populasi hewan komodo yang hidup di Pulau komodo pada tahun 2008.

Adapun penelitian eksperimental merupakan penelitian yang menggunakan kelompok pembanding. Contoh penelitian eksperimental, misalnya penelitian tentang perbedaan pertumbuhan tanaman di tempat yang terkena matahari dengan pertumbuhan tanaman di tempat yang gelap.