วิทยาศาสตร์สำหรับเด็กปฐมวัยคือ สาระเกี่ยวกับธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมรอบตัวเด็กที่เด็กควรรู้ การเรียนการสอนมุ่งเพื่อให้เด็กเกิดความเข้าใจมากกว่าที่จะจำเป็นองค์ความรู้ การเรียนวิทยาศาสตร์ของเด็กปฐมวัยแตกต่างจากเด็กวัยอื่นที่เด็กปฐมวัยมีการเจริญของสมองที่รวดเร็วและต้องการการกระตุ้นเพื่อการงอกงามของใยสมองในช่วงปฐมวัย
การสอนวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กปฐมวัยเป็นการสอนข้อความรู้ ซึ่งต่างจากการสอนให้รู้ข้อความรู้ตรงที่การสอนข้อความรู้ต้องการความสนใจ การสังเกต การจำ และการเรียกความจำจากความเข้าใจถ่ายโยงได้ ไม่ใช่การท่องจำซึ่งตรงกับการเรียนวิทยาศาสตร์ที่เป็นการเรียนรู้จากการให้คิดและมีเหตุผล เกิดการเข้าใจมโนทัศน์ เชื่อสานข้อมูลประยุกต์ และสรุปเป็นข้อความรู้ได้ด้วยตนเอง
การเรียนวิทยาศาสตร์ เป็นการพัฒนาศักยภาพทางปัญญา คือ
1. ความสามารถในการสังเกต การจำแนก การแจกแจง การดู ความเหมือน ความต่าง ความสัมพันธ์
2. ความสามารถในการคิด การคิดเป็นการจัดระบบความสัมพันธ์ของข้อมูลภาพ และสิ่งที่พบเห็นเข้าด้วยกัน เพื่อแปลตามข้อมูลหรือเชื่อมโยงข้ออ้างอิงที่พบไปสู่การประยุกต์ใช้ที่เหมาะสม การคิดเป็นคือการคิดอย่างมีเหตุผล โดยคำนึงถึงหลักวิชาการและบริบท
3. ความสามารถในการแก้ปัญหา ซึ่งมักจะเกิดขึ้นระหว่างการจัดกิจกรรม เด็กจะได้เรียนรู้จากการค้นคว้าในการเรียนนั้น ๆ
4. การสรุปข้อความรู้ หรือมโนทัศน์จากการสังเกต และการทดลองจริงสำหรับเป็นพื้นฐานความรู้ของการเรียนรู้ต่อเนื่อง
