Formal bilimler, insan aklının soyutlamalarıyla şekillenen, doğada doğrudan var olmayan kavramları inceleyen disiplinlerdir. Bu alandaki çalışmalar, duyularla algılanamayan, zaman ve mekandan bağımsız olguları tümdengelim yöntemiyle, deney yerine akıl yürütme yoluyla açıklamaya yönelir. Mantık, matematik, bilişim ve geometri gibi dallar bu grup içinde yer alır ve bilimin üç ana dalından biri olarak kabul edilir.
Bu bilimler, semboller ve kurallar üzerine kurulu teorik sistemler üretir. Bazen bu sistemler gerçek dünyaya uygulanabilir; ancak bu uygulamalar belirli sınırlamalar ve koşullar çerçevesinde gerçekleşir. İnsanların teorik modelleri gerçekliği tam olarak yansıtıyormuş gibi algılamaları yaygın bir yanılgıdır; oysa bu modeller yalnızca soyut bir çerçeve sunar, gerçekliğin kendisi değildir.
Fen bilimleriyle karşılaştırıldığında, formal bilimler öncelikle soyut fikirlerle başlar ve bu fikirler üzerinden yeni teorik sonuçlara ulaşır. Fen bilimleri ise gözlemler ve deneyler temelinde, gerçek dünyanın belirli bir kısmını açıklamaya yarayan modeller geliştirir. Bu yüzden sadece formal bilimleri inceleyerek gerçekliği tam anlamıyla kavramak mümkün değildir; gerçeklik üzerine doğrudan kanıtlar da bu alandan elde edilemez.
Yine de formal bilimlerin sonuçları, fen bilimlerine ve pratik uygulamalara yön verebilir. Örneğin, uygulamalı matematik, teorik matematiksel yapıları gerçek dünyadaki sorunları çözmek için kullanır. Bu tür geçişler, belirli sınırlar ve koşullar içinde, kesin bir doğruluk payıyla mümkün olur.
