Naturvetenskapen delas in ett fåtal huvudområden, nämligen
Fysik – Studiet av de fundamentala krafter som styr naturen och naturens byggstenar, samt de fenomen som dessa tillsammans ger upphov till och som inte täcks av övriga naturvetenskaper
Kemi – Studiet av grundämnens och kemiska föreningars uppbyggnad och egenskaper samt deras reaktioner med varandra
Biologi – Studier av fysiska livets former och dess processer
Strikta gränsdragningar mellan de olika områdena är ibland svåra att göra; det kan till exempel vara svårt att avgöra var kemin slutar och biologin tar vid. Därför kan ovanstående kategorisering snarare ses som en riktlinje än som ett strikt regelverk.
Hjälpvetenskaper
Naturvetenskapen utnyttjar andra discipliner för att hjälpa till vid uppställande av hypoteser, kontroll av dessa samt sammanfattande av resultatet. Dessa discipliner räknas dock inte till själva naturvetenskapen. Särskilt matematiken utgör ett oumbärligt hjälpmedel i studiet av många naturvetenskaper, och speciellt inom fysiken finns mängder av matematiska tillämpningar. Många nya fysikaliska idéer och upptäckter har föregåtts av att man på rent matematisk grund har förutsett vissa samband, som sedan har kunnat verifieras empiriskt. Matematiken i sig är dock inte en naturvetenskap, eftersom den inte grundar sig på empiri, utan fungerar istället som ett verktyg i forskningen.
Begreppet naturforskning är en äldre föregångare till begreppet naturvetenskap och används ofta i vår tid för att beteckna en parallell form av forskning, som innebär mer intuitivt inspirerade studier av naturen, världen, dess funktioner och möjliga samband och begränsar sig ofta inte bara till den så kallade fysiska, direkt påtagliga världen, utan innefattar ofta ett metafysiskt, filosofiskt och esoteriskt perspektiv på tillvaron.[källa behövs] Ibland använder man sig av matematik och tekniska hjälpmedel av olika slag (ungefär motsvarande naturvetenskapens olika områden och dess redskap, ibland även andra redskap, såsom exempelvis slagruta[källa behövs] eller annorlunda slags tekniska mätinstrument[källa behövs]). Ofta har gränslandet mellan de två slags områdena varit flytande, och inte minst inom den moderna, teoretiska fysiken och kosmologin kan det ibland sägas vara svårt att begränsa sig till rent empiriska, traditionella metoder.
