Tümevarım tümdengelim bilim pratiğinin iki temel sütununu oluşturur. Ancak bu iki yöntem farklı mantıksal yapılara, farklı güçlere ve farklı kırılganlıklara sahiptir. Hangisinin daha üstün olduğunu sormak yerine, her birinin hangi koşullarda işe yaradığını anlamak daha verimli bir çerçeve sunar. Tümevarımlı akıl yürütme, tekil gözlemlerden genel sonuçlara ulaşmayı hedefler. Yüzlerce kez gözlemlenen bir örüntü, genel bir ilke olarak formüle edilir. Bu yaklaşımın gücü, gerçek dünyadan veri toplarken kullanılmasıdır; hipotezler veriden doğar, boşluktan değil. Zayıflığı ise mantıksal kesinlikten yoksun olmasıdır. David Hume'un ortaya koyduğu üzere, geçmişte her seferinde doğrulanan bir düzenlemenin gelecekte de geçerli olacağı mantıksal olarak garanti edilemez. Tümevarım tümdengelim bilim tartışmasında bu sorun "tümevarım problemi" olarak anılır ve felsefe tarihinde çözümsüz kalmaya devam eder. Tümdengelim ise tam tersine, genel önermelerden zorunlu sonuçlar çıkarır. Eğer öncüller doğruysa sonuç da doğru olmak zorundadır; mantıksal kesinlik tamdır. Matematiksel kanıtlar ve hipotetico-deduktif yöntem bu çerçeveye girer. Bir teoriden somut tahminler türetilir ve bu tahminler sınanır. Güçlü yanı kesinliktir; zayıf yanı ise teorinin kendisini veriden bağımsız olarak neyin doğruladığı sorusudur. Yanlış öncüllerden kusursuz tümdengelimsel adımlarla yanlış sonuçlara ulaşmak mümkündür. Bilimsel pratik bu iki yöntemi genellikle birlikte kullanır. Gözlemler tümevarımla örüntüler üretir; bu örüntüler teorilere dönüşür; teorilerden tümdengelimle somut tahminler elde edilir; tahminler yeni gözlemlerle sınanır; sınama sonuçları tekrar tümevarımla yorumlanır. Karl Popper bu döngüyü gözlemleyerek yalnızca tümevarımın değil, tümdengelimli yanlışlama mantığının da bilim için zorunlu olduğunu savundu. Çünkü tümevarım hiçbir zaman kesin doğrulama sağlayamazken, tek bir karşı örnek tümdengelimsel olarak bir teoriyi çürütmeye yetebilir. Uygulamada iki yöntem arasındaki denge disipline göre de farklılaşır. Deneysel bilimlerde veri toplamak ve örüntü aramak tümevarımın ağırlığını artırır. Teorik fizik gibi alanlarda ise matematiksel çerçeveden tahmin üretmek ve bu tahminleri sınamak tümdengelimi ön plana çıkarır. Tümevarım tümdengelim bilim metodolojisinde birbirine rakip değil, birbirini tamamlayan araçlardır. Birini diğerine tercih etmek değil, her birinin sınırlarını bilerek uygulamak metodolojik olgunluğun göstergesidir.
