I temeljna i primijenjena istraživanja važna su za napredak ljudskog znanja, ali djeluju na malo drugačije načine i imaju različite krajnje ciljeve na vidiku. Temeljna ili čista istraživanja provode se isključivo u svrhu prikupljanja informacija i nadogradnje postojećeg znanja, za razliku od primijenjenog istraživanja koje je usmjereno na rješavanje određenog pitanja. Neurolog koji proučava mozak kako bi se upoznao s njegovim općim djelovanjem bavi se temeljnim istraživanjem, dok je neurolog koji traga za podrijetlom Alzheimerove bolesti uključen u primijenjena istraživanja.
Često se primijenjena istraživanja nadovezuju na postojeće temeljno istraživanje. Temeljno istraživanje može se smatrati temeljom znanja koji ljudima pruža osnovne informacije koje su im potrebne za bavljenje određenim područjima istraživanja. U primjeru gornje dvojice neurologa, na primjer, neurolog uključen u primijenjeno istraživanje neurološkog stanja vjerojatno će koristiti istraživanje koje je objavio neurolog koji općenito proučava mozak.
Granice između temeljnih i primijenjenih istraživanja mogu se zamagliti. Na primjer, istraživač koji se igra s baterijama i metodama pohranjivanja energije mogao bi slučajno naići na revolucionarnu bateriju koja bi se mogla koristiti kao komercijalni proizvod. U ovom slučaju, istraživanja provedena kako bi se općenito razvili načini razumijevanja i pohranjivanja energije mogla bi imati neposrednu primjenu u stvarnom svijetu, kao što je pohranjivanje solarne energije zarobljene solarnim pločama na kući.
U temeljnim istraživanjima istražuju se i testiraju opće teorije, ideje i pitanja, odakle dolazi svemir do načina na koji životinje komuniciraju. Neki ljudi sugeriraju da ova vrsta istraživanja ne bi trebala imati prioritet, jer ne rezultira uvijek neposrednom dobrom za ljude, ali bez temeljnog istraživanja, mnogi programi primijenjenih istraživanja bili bi teško pod pritiskom da dobiju početak koji im je potreban. Provođenje temeljnih istraživanja osigurava da primijenjeni istraživači ne moraju iznova izmišljati kotač svaki put kada započnu novi projekt, jer je temelj napravljen.
Neki istraživači radije se usredotočuju na jednu ili drugu vrstu istraživanja, baveći se prirodnom radoznalošću ili zabrinutošću oko specifičnih problema s kojima se ljudi susreću. Drugi mogu letjeti naprijed-natrag ili se naći u pokretanju projekta koji bi se mogao smatrati osnovnim, a koji se može primijeniti, ili obrnuto. Fleksibilnost istraživanja je kritična jer promiče inovacije i nove pristupe znanstvenim problemima. Temeljna istraživanja ponekad se kritiziraju kao izvor financiranja, ali zapravo obje vrste istraživanja mogu biti skupe, a ulaganje u temeljna istraživanja zapravo dugoročno štedi novac promicanjem istraživanja općeg znanja.