Angenommen, es wird behauptet, dass etwas wissenschaftlich belegt sei. Falls diese Behauptung nicht eine Argumentation abkürzt oder gar abschliesst, sondern hinterfragt wird und eine Diskussion des Wortes "wissenschaftlich" eröffnet, ist dies ein guter Anfang für Wissenschaftstheorie. Die Wissenschaft will Wissen schaffen. Wie die Wissenschaft das schafft, will die Wissenschaftstheorie herausfinden. Sie beschäftigt sich mit Ihrem Gegenstand seit den Anfängen mit der wissenschaftlichen Bestrebung, die Wirklichkeit unverfälscht zu erkennen und zu erfassen, sie also nicht bloss als Mythos zu erzählen. Erwartungsgemäss würde dieses Unterfangen wohl Wissenschaftsphilosophie genannt werden, wenn diese Bezeichnung nicht vorbelastet wäre durch die Zuordnung von universellen Theorien des Wissens zur Metaphysik im neunzehnten Jahrhundert. Oft reagieren die treuesten im Gefolge der Wissenschaft gleichsam allergisch auf die spekulative Metaphysik. Obschon die Vorstellungen des Wissens und der Wissenschaft an sich auf keiner Erfahrung beruhen und somit selbst spekulativ sind, misstraut die Wissenschaftsgemeinde so ziemlich allem, was sich den Sinnen, den wahrnehmungserweiternden Apparaturen und der Messbarkeit entzieht. Die Wissenschaft ist stets um Hygiene besorgt und duldet auf der Suche nach der Wahrheit keine Verunreinigung des Wissens durch Halbwissen oder gar Mutmassung. Sie ist weitgehend selbstreinigend und daher eine ziemlich effiziente und weitgehend zuverlässige Art der Weltdeutung.
Einer Theorie der Wissenschaft stellen sich zahlreiche Herausforderungen. Zunächst einmal muss klar sein, was überhaupt eine Theorie ist. Das ist gar nicht so einfach, da es sich um einen abstrakten Begriff handelt, der vielseitig verwendet werden kann. Klassisch verstünde man darunter eine besondere Art der Betrachtung; moderner interpretiert handelte es sich um eine systematische Untersuchung oder schlicht um eine schlüssige Begriffsanalyse. Eine weitere Hürde ist es, Wissenschaftliches als solches zu erkennen und vom Unwissenschaftlichen abzusondern, zum einen also Wissenschaft zu definieren und zum anderen einer speziellen Art der Erkenntnistheorie nachzugehen. Ein wenig lästig dabei ist, dass die Grenzen der Wissenschaftlichkeit nicht so genau gezogen werden können, wie das aus Sicht der Wissenschaft wohl wünschenswert wäre. Des Weiteren ist das Verhältnis zur Philosophie selbst zu erörtern, denn diese kann, so gross dieser Wunsch auch sein mag, nicht widerspruchsfrei für eine Wissenschaft gehalten werden. Sie will nicht möglichst genau wissen, sondern möglichst genau denken. Der Grundsatz ist zwar ähnlich, aber eben nicht gleich. Demzufolge ist es nicht unwahrscheinlich, dass sowohl die Legitimität als auch die Relevanz einer philosophischen Auseinandersetzung mit der Wissenschaft angezweifelt werden.
Wissenschaftstheoretische Äusserungen werfen als Begleiterscheinung oftmals die Frage auf, worin eigentlich der wissenschaftliche Nutzen liegt, wenn die Wissenschaftstheorie hie und da unwissenschaftlich anmutende Resultate hervorbringt. Kant zufolge ist die Wissenschaft idealerweise bereits kritisch und reflektiert die Bedingungen ihres Vorgehens so unvoreingenommen wie möglich. Die spezielle Wissenschaftstheorie sollte demnach bereits ein Bestandteil der Wissenschaften sein.
Die allgemeine Wissenschaftstheorie hingegen studiert die Einzelwissenschaften in ihrem Verhalten und anhand ihrer Probleme mit dem Ziel, das gesamte Unternehmen der Wissenschaft und bis zu einem gewissen Grad die Menschheit selbst besser verstehen zu können. Einst wurde die Philosophie als eine der Theologie dienende Magd angesehen und gleichsam besteht heute die Tendenz zur Annahme, dass die Wissenschaftstheorie im Dienste der Wissenschaft stehen sollte; leben wir doch zweifelsohne in einer Wissensgesellschaft und eben nur bedingt in einer Gesellschaft der Weisheit. Die Wissenschaftstheorie ist also der Versuchung ausgesetzt, sich bekehren zu lassen von ihrem faszinierenden Gegenstand, der die Welt wie von Zauberhand beherrschbar und erklärbar macht. Aber die Philosophie ist eine eigensinnige Magd, die schon manchen Bärendienst erwiesen hat.
Wie jede Art des Philosophierens kennt auch die Wissenschaftstheorie sehr unterschiedliche Ansätze oder Selbstverständnisse. Im Groben lassen sich diese anhand einer einzigen Frage unterscheiden: Was kann ich (von der Wirklichkeit) wissen oder womit beschäftigt sich Wissenschaft eigentlich? Mit Zahlen, mit Sätzen, mit Phänomenen, mit Erfahrungen, mit Daten und mancherlei weitere Antworten wurden gegeben. Je nach Antwort ergibt sich daraus eine besondere Vorstellung oder eben Theorie der Wissenschaftlichkeit: Stichhaltige Daten, eindeutige Sätze, klare Beschreibungen, bestätigte Erfahrungen und so weiter. Und einige Widerspenstige behaupten, dass man auf die Frage gar nicht zufriedenstellend antworten könne, weshalb Wissenschaftlichkeit ein leerer Begriff oder von Fall zu Fall festzulegen sei.
In der Petrischale der Wissenschaftstheorie spiegelt sich beinahe das gesamte Spektrum der Philosophie und bietet ihr damit ein Laboratorium für die kontinuierliche Erneuerung ihres Selbstverständnisses. Beispielsweise wird über das Projekt Wissenschaft genau Buch geführt, damit später alles einer umfassenden Untersuchung unterzogen werden kann. Die Tugend einzelner Wissenschaften, das lückenlose Aufzeichnen, wurde zu einem übergreifenden wissenschaftlichen Verhaltensbestandteil. Gälte es doch gemeinhin als unwissenschaftlich, wenn im Stil eines Mad Scientist einfach drauflos geforscht würde, ohne sich um die Nachvollziehbarkeit des Vorgehens zu kümmern. Und doch ist als Gedankenexperiment die Wissenschaft ohne Gewissenhaftigkeit möglich, wenn auch vielleicht nicht wünschenswert. Das Diskutieren solcher Prägungen des Wissenschaftsverständnisses ist eine Vorliebe der Wissenschaftstheorie, da sie in der Wissenschaft selbst kaum je thematisiert werden.
Wie jede theoretische Disziplin arbeitet auch die Wissenschaftstheorie gerne mit Bildern und nennt sie Modelle, wie etwa die Entwicklung oder die Vernetzung, die sie im wissenschaftlichen Treiben wiederzuerkennen meint. Diese Modelle können dann rückwirkend zu Leitbildern der Wissenschaft werden und in Wissensgesellschaften folglich auch zu Leitbildern der Gesellschaft. Eine überaus sinnvolle Aufgabe der Wissenschaftstheorie ist es daher, diese subtilen Denkmuster und ihre unbedachte Anwendung zu entlarven.