La démarche intellectuelle dite « hypothético-déductive » part d’hypothèses et en déduit les conséquences. Le terme, selon qu’il concerne la connaissance théorique pure ou les sciences empiriques, a deux sens différents.
Concernant la théorie seule, a méthode hypothético-déductive est une façon de raisonner consistant à partir d’une axiomatique et à en déduire les conséquences logiques. Les mathématiques, qui partent d’un ensemble d’axiomes et de règles définies pour en déduire les conséquences formelles, sont l’exemple type d'une démarche hypothético-déductive abstraite.
Dans les sciences empiriques, la méthode hypothético-déductive est une façon de conduire la recherche qui associe théorie et pratique selon une séquence bien définie. Il s’agit :
1. de poser une hypothèse
2. d’en déduire des implications concernant les faits
3. d’expérimenter ou observer afin de voir si les faits prédits correspondent
4. de faire retour sur l’hypothèse à partir des résultats d’expérience.
La démarche consiste à faire des prévisions précises à partir d’une hypothèse théorique, dans le but de la confirmer ou de l'infirmer si elle est inadéquate. Cette démarche, typique de la science moderne, organise une confrontation à la réalité, car elle s’en remet au verdict des faits. Ces derniers viendront corroborer ou invalider (réfuter) l’hypothèse.
Une hypothèse réfutée peut être soit abandonnée, soit modifiée. Son abandon conduit à faire rebondir la recherche par une autre hypothèse. Après Karl Popper, on considère qu’une hypothèse corroborée par les faits est juste, mais qu'elle n’est pas vérifiée à titre définitif. Elle est vraisemblable au vu de l'état actuel de la connaissance.