Для формулировки гипотезы, постановки эксперимента и объяснения его результатов необходимо построить модель данного явления или процесса — упрощенное, схематизированное представление о нем, в котором выделены наиболее важные черты. Примерами таких моделей являются материальная точка — тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь, и идеальный газ — газ, размеры молекул которого пренебрежимо малы, а взаимодействием между молекулами можно пренебречь, и т. д.
Полностью устранить в эксперименте «помехи», как правило, не удается. Но при рассмотрении результатов эксперимента иногда можно догадаться, что должно было бы наблюдаться в «идеальной» ситуации — если бы все помехи были устранены. Эта идеальная ситуация и называется «научной идеализацией». Именно она позволяет увидеть простоту законов, таящихся за внешней сложностью явлений.
Таким образом, научная идеализация — это мысленный эксперимент, то есть эксперимент, проведенный с помощью воображения, когда все факторы, «мешающие» проявлению искомой закономерности, исключены полностью. При этом особое значение приобретает логическая непротиворечивость результатов мысленного эксперимента.