Hipotēze mēģina atbildēt uz jautājumiem, izvirzot ticamu skaidrojumu, kas vēl ir stingri jāpārbauda. No otras puses, teoriju jau ir plaši pārbaudījuši dažādi zinātnieki, un tā ir vispārpieņemta kā precīzs novērojuma skaidrojums. Tas nenozīmē, ka teorija ir pareiza; tikai pašreizējā pārbaude to vēl nav spējusi atspēkot, un šķiet, ka pierādījumi to atbalsta.
Teorija bieži sākas kā hipotēze — izglītots minējums, lai izskaidrotu novērojamo parādību. Zinātnieks mēģinās izurbt caurumus savā hipotēzē. Ja tā izdzīvo pielietotās zinātnes metodoloģijas, tā sāk iegūt teorijas nozīmi zinātniekam. Nākamais solis ir iepazīstināt ar atklājumiem zinātnieku aprindās turpmākai neatkarīgai pārbaudei. Jo vairāk hipotēze tiek pārbaudīta un paliek spēkā, jo labāk tā tiek pieņemta kā teorija.
Piemēram, evolūcijas teoriju atbalsta milzums zinātnisku pierādījumu kosmoloģisko, ģeofizikālo un arheoloģisko pētījumu datu veidā, lai nosauktu tikai dažas nozīmīgas jomas. Zinātnieki ir ne tikai izsekojuši sugu evolūcijai, izmantojot skeleta ierakstus, bet arī pašu zemi, mūsu Saules sistēmu, zvaigznes un galaktikas var “datēt”, izmantojot dažādas zinātniskas metodes. Šķiet, ka šie pierādījumi izseko Visumu apmēram 13.7 miljardus gadu atpakaļ līdz “Lielā sprādziena” notikumam.
Lai gan šķiet, ka pierādījumiem, kas atbalsta evolūcijas teoriju, nav gala, tā joprojām ir tikai teorija. Teorijas neatkarīgi no tā, cik labi tās ir pieņemtas, vienmēr var mainīties, kad parādās jaunas zināšanas. Piemēram, Einšteina relativitātes teorija izskaidroja pasauli plašā mērogā, bet sabojājās, kad runa bija par bezgalīgi mazo pasauli. Šo slaveno teoriju nesen papildināja superstīgu M-teorija, kas ļoti labi apvienoja četrus zināmos spēkus Visumā vienā elegantā matemātiskā vienādojumā. M-teorija eksotiski paredz, ka mēs dzīvojam pasaulē, kurā ir desmit dimensijas, plus viena laika ziņā, kopā veidojot 11 dimensijas. Lai gan daudzi M-teorijas aspekti apgrūtina tās pārbaudi, šīs teorijas matemātiskā pilnība ir devusi tai spēku zinātnes aprindās.
Pašreizējā ļoti svarīga hipotēze ir tumšās enerģijas hipotēze. Zinātnieki var aprēķināt, cik daudz masas atrodas Visumā, tomēr fiziskā matērija – matērija, kas veidota no atomiem – veido tikai četrus procentus no kopējās masas. Tiek uzskatīts, ka tumšā viela veido vēl divdesmit procentus, atstājot aptuveni septiņdesmit sešus procentus bez uzmanības. Ievadiet hipotētiski izsaukto tumšo enerģiju, lai aizpildītu plaisu. Ir daži konkurējoši tumšās enerģijas kandidāti, un pašlaik notiek pētījumi. Tomēr viena no problēmām ir grūtības to atklāt. Tātad, pat ja tā mijiedarbība ar gravitāciju masīvā mērogā ir pietiekama, lai izraisītu visuma strauju izplešanos uz āru, laboratorijā tā noteikšana ir nedaudz līdzīga vieglas vēsmas pārbaudei, izmantojot vējrādītāju, kas pilns ar milzīgiem caurumiem. Tomēr, zinātniekiem atšķetinot trūkstošās masas noslēpumu, atbilde kādu dienu no vienkāršas hipotēzes kļūs par vispārpieņemtu teoriju.