어떤 사물이나 현상을 연구하는 경우 관찰, 실험, 조사 등으로 입수된 자료를 검토하여 가설을 세운다. 근본적인 전제가 되는 가설은 실험이나 경험에 의해 증명될 수 없기 때문에 실천을 통하여 검증되어야 한다. 즉, 그 가설로부터 몇 개의 명제가 연역되고 그것이 실험이나 관찰, 관측을 통하여 조사됨으로써 그 결과가 전제로 삼은 가설의 참됨 또는 거짓됨을 검증한다. 연역법은 전제되는 가설을 참으로 가정하고 출발하는 데 반하여, 가설연역적 추론은 전제로 삼은 가설이 참 또는 거짓인지를 알아내는 것에 큰 비중을 둔다. 제시된 명제가 전부 실험에 합격하는 것이 확인되면 원래의 가설은 진리성을 지닌 이론이라는 자격을 얻는다. 검증의 결과가 불만족스러운 경우에는 처음에 설정한 가설을 수정하거나 파기한 뒤, 객관적 실재를 좀 더 정확하게 반영하고 검증에 합격할 가능성이 있는 가설을 다시 설정하여야 한다. 이러한 추론 방식은 E.마하의 실증주의와 B.러셀의 논리학이 결합하여 이루어졌다. 대부분의 자연과학 이론이 이러한 가설연역적 추론에 의해 성립한다는 견해가 많으며, 오늘날에는 사회과학에서도 유용한 탐구방법으로 비중 있게 쓰인다.