Bilimsel paradigma dönüşümü kümülatif birikim tartışması, bilimin nasıl ilerlediğine dair iki temel görüşü karşı karşıya getirir. Bu tartışma salt felsefi bir kaygı değildir; bilim insanlarının araştırma önceliklerini ve mevcut teorilere duydukları güveni doğrudan etkiler. Kümülatif birikim görüşüne göre bilim, her neslin bir öncekinin bilgisine taşlar eklediği sürekli bir yapı inşasıdır. Yeni bulgular mevcut teorilere entegre edilir; bilgi devamlı ve düzgün biçimde artar. Bu görüş özellikle pozitivist bilim anlayışıyla örtüşür. Bilimsel paradigma dönüşümü kümülatif birikim çerçevesinde en köklü eleştiriyi Thomas Kuhn'un 1962'de kaleme aldığı "Bilimsel Devrimlerin Yapısı" getirmiştir. Kuhn'a göre bilim genellikle normal bilim dönemlerinde kümülatif ilerler; ancak mevcut paradigmanın çözümsüz bıraktığı anormallikler birikince paradigma çöküşe geçer ve devrimsel bir dönüşüm yaşanır. Kopernikan devrim, Newton mekaniğinin yerini Einstein'ın görelilik teorisine bırakması, atom teorisinin dönüşümü: bu örnekler yalnızca yeni bilgi eklenmediğini, mevcut çerçevenin tümüyle değiştiğini gösterir. Bilimsel paradigma dönüşümü kümülatif birikim tartışmasında bu örnekler Kuhn'un tezini güçlü biçimde destekler. Öte yandan Kuhn'un paradigma kavramı eleştirilerden nasibini almıştır. Bilim tarihçileri bazı teorik geçişlerin sandığı kadar devrimsel olmadığını, önceki çerçeveyle süreklilik taşıdığını göstermiştir. Karl Popper'ın yanlışlanabilirlik ilkesi ise bilimsel ilerlemeyi her iki modelden farklı bir çerçeveye oturtur: yanlışlama yoluyla eleme. Pratik düzeyde iki model şunları öngörür: kümülatif görüş, bilim eğitimini birikmekte olan doğruların aktarımı olarak konumlandırır. Paradigma dönüşümü görüşü ise eleştirel düşünmeyi ve anormalliklere duyarlı kalmayı ön plana çıkarır. Bilimsel paradigma dönüşümü kümülatif birikim tartışmasının şu ana kadar bulmadığı cevap şudur: bu iki model birbirini dışlamak zorunda değildir. Normal bilim dönemlerinde kümülatif ilerleme, kriz dönemlerinde devrimsel dönüşüm, bilim muhtemelen her ikisinin de alanıdır.