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自然主義通常是指綜合唯物主義和實用主義、不探究自然界中超自然因素的哲學立場，其理論基礎認為所有現象皆可用自然理由的概念解釋[1]。自然主義不一定認為超自然現象和對於不存在之事物的假設就是荒謬，但是所有的現象和假設必須可以用相同的方法來研究，因此任何超自然事物要麼是不存在，要麼是不可知，再不然就是與自然現象或關於自然的假設沒有本質上的區別。
任何限制於自然、物理、唯物方法和解釋範圍內的探索和調查手段，或者積累知識的過程，都可歸入自然主義。
許多科學哲學家[2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12] 用「方法自然主義」（又譯「方法論自然主義」，「自然方法論」）和「科學自然主義」來指科學方法中被長久廣為遵循的常規，即使用方法論假設可觀察的自然現象只能由自然原因來解釋，而不假設超自然能力是否存在，因此也不接受超自然的解釋。與「存在論自然主義」或「形而上學自然主義」相對，這些思想認為：自然界（包括整個宇宙）就是存在的全部，因此超自然事物是不存在的。
這以哲學方法差異是由支持科學和演化論的哲學家提出，他們在「創造論對演化論的爭議」中反對創造論或智能設計論，把「方法論自然主義」稱為「科學唯物主義」或者「方法論唯物主義」，與「形而上學自然主義」結合，進一步支持他們提出的「現代科學是無神論」的理念。與其相對的自然哲學手段則接受對自然現象的超自然解釋，從而被稱為「有神論科學」。
哲學自然主義的觀念和想法可以追溯到公元前4世紀愛奧尼亞的前蘇格拉底哲學。其中一個是有「科學之父」美名的泰勒斯，他以經驗觀察及理性思維去解釋世界而非流行的希臘神話故事。這些具創建性的哲學家的實觀方法為自然主義提供了堅實的基礎。[13]
在啟蒙時期，包括培根和伏爾泰在內的哲學家，為把超自然從對自然界的探索中排除，提供了哲學思辯輪廓。後來的科學革命中，將科學研究中的神學包袱徹底清除，這個運動在現代生物學和地質學的發展過程中達到頂峰，拒絕任何來自廣泛社會的宗教對科學的字面解釋。
「方法自然主義」一詞最近才出現。1983年，惠頓學院的哲學家Paul de Vries用「方法自然主義」來描述「對上帝不置一詞的研究方法」，使之與「否認上帝存在」的「形而上學自然主義」區別開來。[14] 埃德加·S·布賴特曼最早於1937年在The Philosophical Review一文中使用過「方法自然主義」一詞，使之成為與一般「自然主義」相對比，但是這個概念直到最近才發展出來。[15]
形而上學自然主義又稱「哲學自然主義」或「存在論自然主義」，運用存在論的手法研究自然主義。存在論關注的是事物的存在性，所以這個觀點通常視超自然為不存在，視為無神論。
相形之下，方法論自然主義是「對科學方法之內的哲學自然主義的接納和假設，無論是否完全接受或相信，……科學不是形而上學的，並且也不依賴任何形而上學的終極真理，雖然科學確實具備形而上學的涵意，但是方法論自然主義是取得科學成果所必須的策略和工作前提。我們因此必須對自然主義的終極真理持不可知態度，然而仍探索自然猶如自然是存在的全部。」[16]
自然主義的定義排除了對超自然的探索。羅伯特·賓諾克認為，[17] 超自然作用和能力「高於並超越自然的作用和能力」，「而且不受制於自然放法則」，對於超自然作用和能力沒有邏輯限制，「如果我們能夠用自然知識理解超自然力量，那麼根據定義，這樣的超自然力量就不是超自然的」。既然超自然對於我們是神秘的，就不可用科學模型來判斷。「實驗需要觀察和控制可變因素……，但根據定義，我們不能控制超自然因素和能力。」允許科學藉助不可測試的超自然力量，那麼科學家的工作就太簡單，也破壞了科學進步的法則，造成的影響猶如古希臘的劇作中，突然出現的天使引導陷入困境的英雄走出迷宮一樣不可思議。
這類自然主義對超自然是否存在不置一詞，因為根據定義，超自然超越於自然研究領域。其他科學哲學家接受部分超自然解釋原則上可以測試的說法，但是根據過往的結果，其可能性甚微，因此不應在探索這類事物上浪費資源。無論如何，他們對超自然拒絕是出於實用的考慮，因此，一個人不可能同時成為方法自然主義者和存在超自然主義者。例如，一個自然科學家可以在其科學工作中遵循方法自然主義，他也可以信仰上帝（存在超自然主義），或者是無神論者中形而上學自然主義者。這個立場不阻止從至今為止視為超自然的研究中獲取知識，不過一旦現象可以被科學地檢驗和自然地解釋，它就不再是超自然。
科學方法的支持者將方法自然主義表達為「進行成功探索」的「有效且有力」的手段，[1] （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）[2] （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館），而且是自然宇宙研究的本質[3] （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）。他們也把科學的歷史看作是「從超自然主義到自然主義的進步過程」 [4] （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）。該觀點的支持者把創造論看成是對理解自然的無效和反作用理論 [5] （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）。
這個課題在2005年的一場訴訟中得到了密切關注，美國聯邦法院法官約翰·瓊斯在判決書上寫道[18]「方法自然主義是今日科學的基本規則」。這一判決影響了後續有關是否在美國公立學校教授宗教的訴訟，更廣泛意義而言，這個判決書設立了不偏不倚的判斷方法，以解決方法自然主義的科學證據與超自然解釋之間的爭端。
威拉德·馮·奧曼·蒯因把自然主義描述為一種立場：不存在高於自然科學自身的真理仲裁者。沒有比科學方法更好的辦法來研究科學命題，不需要、也不存在如形而上學或科學哲學之類的基礎哲學來規範科學或科學方法。
因此，哲學可以自由地應用科學發現，同時自由地批評無根據、迷惑或牛頭不對馬嘴的命題。這樣一來，哲學便與科學貫通了。自然主義不是那種認為現代科學觀點就是完全正確的教條。它確實維護的立場是：宇宙的過程有科學解釋，而這些過程正是現代科學所致力了解的。[19]
自然主義是否應排除某些哲學領域，如語義學、倫理學、美學，或者從精神哲學中排除唯心主義的詞彙（「相信」，「認為」），目前仍有一些爭論。蒯因儘量迴避這類話題，但一些近代思想家已經辯解過，即使唯心的描述和價值判斷不能系統地轉化為客觀描述，也不需要預先假設除了物理現象之外別無其他存在。
唐納德·戴維森認為，一個人的精神狀態可以（實際上，必須）對等於其頭腦狀態，即使某一給定的精神狀態（唯物主義意義上）未必能系統地與某一給定頭腦狀態（一個特別的神經興奮範式）對等：前者微弱地取決於後者。這句話的意思是說，自然主義可以對非物質語彙原封不動，只要對他們的用法給出自然主義的解釋。McDowell在其論文中用「第二自然」一筆帶過。
卡爾·波普爾將自然主義等同於科學理論中的歸納法。基於對歸納法的批評[20]，他對此持否定態度，不過他接納這一推測手段。
毫無疑問，自然主義的方法論（有時稱作「科學的歸納理論」）有它的價值。……因此，我擯棄自然主義觀點。它是非批判性的。它的贊成者沒有注意到：凡是他們認為自己已經發現一個事實的時候，他們只不過提出了一種約定。因此這種約定易於變成一種教條。對自然主義觀點的這個批判，不僅適用於它的意義標準，而且也適用於它的科學觀念並且因而適用於它的經驗方法觀念。[21]
波普爾建議用可證偽性（falsifiability）作為劃分科學命題的規範。
當代哲學家阿爾文·普蘭丁格抗辯，進化自然主義理論缺乏連貫。在 Science and Theology News[6]一文中，他建議「科學」的概念應涵蓋如下行為：
- 一個系統而有規律的方式來發現世界的真理
- 具有重要的經驗主義手段。任何符合這些模糊條件的行為均為科學。
他的結論是，「若將超自然完全從科學領域排除，而且如果世界或者一些現象確有超自然因數（如世界上許多人所相信的），那麼就無法科學地認識這部分真理。」
「科學唯物主義」或「方法論唯物主義」都是方法自然主義（或曰「科學自然主義」）的另類說法，係指科學家共謀將唯物主義世界觀強加給大眾。
常常使用這些詞的是科學戒律批評家，如智慧設計論或創造論鼓吹者，他們以神學臆測自然中存在目的和意義，並且要求重新定義科學的概念，使對自然現象的超自然解釋能夠被包括在內。
這個詞是發現研究院在創造論與進化論的大爭論中引入的。然而這個詞也被後現代哲學家和社會科學家所使用，並已經逐漸成為哲學界與科學界對於科學本質主義與實證主義的否定。
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