「物理化學是要解釋在化學反應的許多機制其實際內涵的化學。」這是誰的主張?
羅蒙索諾夫
科學與非科學的區分被稱為劃界問題。例如，精神分析應該被認為是科學嗎？所謂的「創世科學」、膨脹的多重宇宙假說、宏觀經濟學是科學嗎？卡爾·波普爾稱這是科學哲學中的核心問題。然而，對於該問題，沒有一種統一的說法贏得了哲學家普遍的接受，有些人甚至認為此問題無法解決或沒有意義。早期，邏輯實證主義者嘗試將科學建立在觀測之上；相應的，非科學則是非觀測的，因此毫無意義。波普爾認為，科學的核心屬性是可證偽性。也就是說，每一個真正科學的說法是有可能被證明是錯誤的。偽裝成科學，試圖得到本來沒有能夠實現的合法性，這樣的一個領域，就被稱為偽科學、邊緣科學，或垃圾科學。物理學家理察·費曼提出了「草包族科學」一詞：研究人員認為他們正在做科學，因為他們的活動具有科學的外表；但實際上他們缺乏「那種徹底的誠實」，讓他們的成果進行嚴格的評估。各類商業廣告宣傳，從炒作到欺詐，都可能屬於這些類別。
在1752年，「物理化學」這個概念被俄國科學家羅蒙索諾夫在聖彼得堡大學的一堂課程上首次提出。在講座的序言中他提出了物理化學的定義：「物理化學是要解釋在化學反應的許多機制其實際內涵的化學。」19世紀後期關於化學熱力學，溶液的電離學說，化學動力學等方面的研究，奠定了物理化學這一學科形成和發展的基礎。物理化學史上的一個里程碑事件，是1876年美國化學家約西亞·吉布斯發表的《論非均相物體的平衡》一文，其中提出了吉布斯能，化學勢等物理化學中的基本概念，並闡明了化學平衡、相平衡、表面吸附等現象的本質。第一本物理化學方面的學術雜誌是1887年由德國科學家威廉·奧斯特瓦爾德和荷蘭科學家雅各布斯·亨里克斯·范托夫合辦的德文期刊《國際物理化學與化學物理研究》。奧斯特瓦爾德和范托夫，以及瑞典化學家阿倫尼烏斯是十九世紀末二十世紀初物理化學界的領軍人物。三人在1901-1909年間均獲得了諾貝爾化學獎。
心理學是否為自然科學的範圍，目前也尚存爭議，一般較廣為接受的說法是心理學同時包含在自然科學與社會科學的範疇之中。自然科學的根本目的在於尋找隱藏在自然現象背後的規律，但是自然科學的工作尚不包括研究為什麼會存在這些規律。自然科學認為超自然的、隨意的和自相矛盾的現象是不存在的。自然科學的最重要的兩個支柱是觀察和邏輯推理。由對自然的觀察和邏輯推理自然科學可以引導出大自然中的規律。假如觀察的現象與規律的預言不同，那麼要麼是因為觀察中有錯誤，要麼是因為至此為止被認為是正確的規律是錯誤的。一個超自然因素是不存在的。
溫度出現在各種自然科學的領域中，包括物理、地質學、化學、大氣科學及生物學等。像在物理中，二物體的熱平衡是由其溫度而決定，溫度也會造成固體的熱漲冷縮，溫度也是熱力學的重要參數之一。在地質學中，岩漿冷卻後形成的火成岩是岩石的三種來源之一，在化學中，溫度會影響反應速率及化學平衡。大氣層中氣體的溫度是氣溫，是氣象學常用名詞。它直接受日射所影響：日射越多，氣溫越高。溫度也會影響生物體內許多的反應，恆溫動物會調節自身體溫，若體溫升高即為發燒，是一種醫學症狀。生物體也會感覺溫度的冷熱，但感受到的溫度受風寒效應影響，因此也會和周圍風速有關。