“辩护”原本指为己方观点或立场进行申辩与维护。广义的科学辩护是指为科学活动、科学方法以及科学成果的合理性进行解读、论证或探索的理性行为；狭义的或常用的科学辩护是指人们对科学活动的方法和成果的可靠性及合理性所作的肯定性的解释、评价与认证，特别体现于科学确证和科学接受之理性思考。
①逻辑理性辩护。科学辩护的逻辑方法整体上是归纳的、或然性，不具有逻辑必然性，但它可被优化进而提高其可靠性和合理性。科学辩护的逻辑方法有古典归纳逻辑及帕斯卡归纳逻辑的整体辩护方法和非帕斯卡归纳逻辑的局部辩护方法。整体辩护法如假说—演绎法、亨普尔例证法、格莱莫尔“拔靴带”策略以及贝叶斯主义等，都不同程度地反映了科学辩护的实际情形，特别是不断修正了归纳辩护中的逻辑要求，以努力增强证据与假说的密切相干性。但它们都强调被确证或接受的对象是某假说理论的整体，于是，无论是定性推论还是概率量化运算，都不能完全确保逻辑必然性。相对于整体辩护方法，J.科恩等人的局部辩护方法更接近于科学研究活动的实际。局部辩护方法具有非帕斯卡归纳逻辑性质，它修改了帕斯卡经典概率运算的互补原理即P（h，e）=1-P（～h，e），而提出非帕斯卡否定原理即若P（h，e）>0，那么P（～h，e）=0，实质上强调了只要某假说理论h获得了相干证据e的支持，那么该h就具有了可信度。
②经验认知理性辩护。该辩护方法强调当假说理论受到经验否证或拒斥时，可通过考察经验内容或调整假说适用条件或修正假说辅助内容以保证该假说的可靠性和合理性。K.R.波普尔的证伪主义强调猜想与试错修正的辩护功效。I.拉卡托斯的科学研究纲领方法论的正面启发法和反面启发法，通过建立辅助假说的保护带，通过修正或增减辅助假说，主动将“反常”的攻击矛头引向保护带，以确保理论“硬核”不被“反常”击破，从而实现为假说理论的有效辩护。W.V.O.蒯因也指出受经验检验的是知识的总体，当其中某部分遭到反驳时可通过修改相关的理论陈述来消除经验冲击。此外，证据对理论的辩护功效依赖于证据对理论的相关度及效用度，重视证据的真实性、相关性及效用评价也是重要的科学辩护方法。
③科学修辞学辩护。该方法是一种具有解释学特征、劝导性特征和境遇鉴别特征的论辩或证明的方法论，通过它的论证、解释和劝说等功能来为科学接受作辩护。科学修辞学的论证功能主要是通过形象的、通俗易懂的例证对科学理论进行论证和解释，便于科学理论更好地被接受。它的解释功能主要是为理论提供保护带，增加预设条件；或是根据科学实践的观察结果，发挥科学家丰富的想象力，提出不同的模型；或通过隐喻的描述与解释功能以使理论更好地为受众所接受。它的劝导功能有助于打破专业壁垒和学科界限，促进科学共同体内部的一致和共同体之间的融合；或引导受众进入“有理由”的环境，使得受众具有共同的可以接受的公共信念。N.古德曼新归纳之谜尝试了这一辩护路径。“新归纳之谜”的实质是对休谟问题的转换，这一谜题可转述为“类律与偶适概括如何区分”的问题，或如何界定有效预测与无效预测之差别的难题。只有类律命题才能被正面证据确证，但区分类律命题与偶适命题的工作不能仅靠句法和语义规则来完成，还必须考虑假说的语用环境如投射的语境要素。
科学辩护致力于论证科学方法及成果的合理性，但这种论证面临着归纳法的或然性与证据非相关性困境。D.休谟的旧归纳之谜质疑了归纳法的知识合理性扩大问题；科学逻辑思想史上诸多辩护路径都存在着合理性疑难：假说演绎法和“拔靴带”策略存在证据非相关缺陷；亨普尔例证悖论表明仅凭句法结构无法真正解决归纳的确证规则问题；贝叶斯主义的旧证据问题表明一个旧证据不能对理论或假说提供有效确证；科学修辞学方法在语用上也会出现华而不实及其引发的证据非相干等缺陷。显然，科学辩护应注重逻辑与经验相统一。科学辩护不是一个纯逻辑问题，而首先是经验认识问题。要充分注重证据在科学辩护中至关重要的作用，科学辩护中非相关证据问题的解决，既要诉求于逻辑方法论也需求助于经验科学方法论。证据对假说的辩护功效依赖于证据对假说的相关度及效用度，对证据相关度及效用度的考量判定并选择最大正效用的证据，需要运用某些合理性的测度原则与方法。在科学辩护的理论接受的诸环节如验前逻辑可行性分析、验后似真性评价、价值评判以及接受的态度选择等环节中，要充分注重理论自身的客观真理性、可检验性、逻辑系统性和主体际性等特性。为了保证接受的合理性，应注重逻辑性与真理性相统一、理论真理与理论价值相结合、理论继承与理论发展相统一、主观信念与理论客观性相符合。
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