U većini znanstvenih eksperimenata teško je ili nemoguće dokazati da je nešto istina. Umjesto toga, mnogi znanstvenici iznose hipoteze o tome što misle da će se dogoditi. Hipoteze mogu biti dvije ili više mogućnosti koje su kontradiktorne, samo jedna može biti istinita, i iscrpne, pokrivaju sve moguće ishode. Hipoteza za koju se smatra da je istinita naziva se nultom hipotezom, a druge hipoteze nazivaju se alternativnim hipotezama.
S hipotezom, znanstvenik pokušava objasniti događaj ili opažanje na temelju trenutnih informacija. Koristeći hipotezu, mogu se napraviti predviđanja i potom testirati. Dobra hipoteza je ona koja objašnjava sve aspekte promatranja, najjednostavnije je moguće objašnjenje, može se izraziti tako da se o njoj mogu napraviti predviđanja i konačno, provjerljiva je eksperimentiranjem.
Činjenica da se ova hipoteza drži istinitom, čak i privremeno, je ono što se testira u eksperimentima. Često se navodi da neće doći do promjene ili učinka zbog znanstvenog eksperimentiranja. Tijekom eksperimenta, znanstvenik pokušava ili odbiti ili ne odbiti ovu hipotezu. Odbacivanjem, onda slijedi da je jedna od alternativnih hipoteza točna, odnosno ispravnija od nulte hipoteze.
Gotovo je nemoguće nešto dokazati ili prihvatiti u znanosti. Umjesto toga, hipoteze se odbacuju ili se ne uspijevaju odbaciti. Na primjer, nulta hipoteza može biti da određeni lijek neće imati učinak na one ljude kojima se daje. Ako se učinak vidi unutar skupine drogirane, tada se nulta hipoteza odbacuje u korist alternativne hipoteze. Ako se čini da nema učinka u skupini koja je drogirana, tada se ne uspijeva odbaciti i obično su potrebni daljnji testovi.
U statistici se nulta hipoteza smatra hipotezom koja nema značajnu statističku razliku. Drugim riječima, to je izjava o statističkoj jednakosti. Ne mora biti točno jednaka vrijednosti, ali hipoteza i promatrani uzorak moraju biti slični, a ne različiti, dovoljno da odbace hipotezu. Ako se nulta hipoteza odbije, to znači da se statistički značajno razlikuje od promatrane skupine i ta razlika nije slučajna.
Kada se nulta hipoteza ne odbaci, smatra se da je statistički slična. Ova se sličnost često pripisuje slučajnoj pogrešci uzorkovanja, što znači da je količina razlike posljedica slučajnosti. Ako se odbije, to nije neuspjeh u ime eksperimentatora. Zapravo, većina istraživača i znanstvenika malo ili nimalo očekuje da će hipoteza biti istinita. Odbačena nulta hipoteza značajan je ishod u znanstvenim eksperimentima.