​​自然学科是以自然界为研究对象的科学领域，涵盖物理、化学、生物、天文、地理等基础学科，旨在揭示自然现象背后的规律并指导实践应用，核心特点包括以实验和数学为基础的系统性研究方法。​​

自然科学主要分为基础科学和应用科学两大类。基础科学侧重探索自然本质与规律，包括物理学（研究物质、能量与时空的基本法则，如力学、电磁学、量子物理）、化学（聚焦物质组成、结构及化学变化，涉及有机化学、材料化学）、生物学（探讨生命现象与生物机制，包含遗传学、生态学、分子生物学）、天文学（研究宇宙天体及宇宙演化，含恒星物理学、行星科学）以及地球科学（研究地球系统各圈层互动，如地质学、大气科学）。
应用科学则将基础理论转化为技术实践，例如数学通过建模解决工程问题，化学驱动材料开发与药物创新，生物技术推动基因编辑与育种，地球物理技术用于资源勘探等。

科学研究遵循科学实验法与数学分析方法，通过观测、假设、验证形成理论。例如物理学以数学公式定量描述现象（如E=mc²），化学用分子式解析物质反应，生物学借助基因测序研究生命密码。自然学科与数学、逻辑学和计算工具紧密结合，其成果广泛应用于能源开发、环境保护、医疗健康等领域，例如量子计算提升计算效率，纳米材料革新工业制造，生态修复技术改善环境。

自然科学的系统化研究推动人类认知边界拓展，其应用直接影响科技发展与社会进步，是理解自然规律和解决现实问题的核心学科体系，涵盖内容动态扩展且相互交叉融合。