动物行为是连接生物体与外界环境的接入口，是连接分子与生态系统的重要桥梁，是动物生命体最重要的属性之一。科学方法用于调查现象，获取新知，发展已有的知识体系。我们对自然的认识需要建立在科学的方法之上。严格的遵循科学方法才能够得到令人信服的结论。动物行为研究的科学方法包括4个步骤：观察、假设、预测和检验。假设我们希望研究一种动物的群居行为，那我们首先需要了解群居行为的外在特征，比如群居是否具有季节性，季节性是否与繁殖有关；如果没有季节性，那么是否群居提高了觅食效率或降低了捕食风险。Tinbergen's four questions 的方法能够帮助我们科学性地提出关于动物行为的假设，随后便可以进一步提出预测检验，并讨论假设以及衍生出的科学问题。
北京大学的尚玉昌教授在专著《动物行为学》中强调：
科学最忌讳不能反映真实情况的观察结果和实验结果，这些问题对动物行为的研究尤为重要，因为大多数动物可以借助于他们的感官和神经系统觉察出或感觉到一个观察者的存在。这时，大多数脊椎动物和很多无脊椎动物很容易受到惊扰并中断正常活动。
对野生动物行为的观察绝不是所想的那么容易，为了获得科学性的动物行为数据，研究者通常需要花费超乎想象的代价。为了不干扰动物正常活动，我们必须尽可能的隐藏自己，或者利用望远镜和红外相机等设备来观察动物。缺点是显而易见的，动物不可能为了“保证正面给观众”在镜头前待一天。所以我们不得不做好全天跟踪的准备，但这又带来了问题，野生动物通常都具有极高的警觉性，往往会在我们发现他们之前就隐藏自己，一旦察觉到我们，就会本能地逃跑。这时我们需要做的是继续寻找跟踪，尽可能的让它们适应我们的存在，知道我们对它们不具有威胁。这个过程就叫做习惯化。对于野生动物研究者来说，这个过程进展非常缓慢，通常需要数年时间。而这期间，对野生动物观察的频率可以用偶尔，罕见来形容。这是无可避免的，没有任何捷径可寻，并且非常容易受到干扰，如果在这个过程中，有人对动物进行了严重威胁行为，比如攻击或者捕猎。那么前面的习惯化工作不仅前功尽弃，后面的补救也需要更大的代价。完成了习惯化后，我们才可以观察到野生动物的行为，这种观察持续的时间通常以年为单位，既不能快进又不能回看，只能是跟着动物们，日复一日年复一年，坚持着科学性原则。因此，大多数科学家往往都将一生大部分时间用于野外的行为研究。我们现在所经常看到的电视里面的精彩镜头只有几秒钟，这不是偶然的发现，背后是数年或几代人数十年的研究成果。甚至为此付出了生命。
观察伴随着思考，思考提出或者调整假设问题，问题引出了新的预测，对预测的检验又将通过观察来完成，在这个循环迭代的过程中，『比较』的思想和方法都贯穿始终。我们需要比较个体差异、性别差异、年龄差异；同时也要把这些差异放到不同物种中，不同环境中去比较；我们需要设计控制实验，仔细检验每个可能变量对于结果的影响。把动物的某种行为纳入Tinbergen的问题框架中，分析其近因、远因，都离不开比较。无论在大学、研究生还是博士阶段，研究工作都离不开比较方法的思想，尤其是在检验假设的过程中。
当我们在比较两个物种A和B时，通常简单的方差检验、线性模型都是常用的最佳选择，因为简单、直观，易于使用。然而，这些简单模型都有一个基本假设条件，即样本之间是独立的。在『生命之树』这个大背景下，哪有什么独立的物种，猩猩和蚂蚁也可以追溯到共同祖先。因此，在进行大尺度物种间的比较时，我们需要引入系统发育关系，事实也证明了这种方法的实用性，系统发育不仅能够帮助我们识别出不同行为、性状的进化顺序，还能够识别出系统发育的背景影响，去除混淆变量。比如在某个分支上，近源物种都具有吃果实的习性，而在这个分支以外的物种却没有，这就意味着这一分支受到了环境压力加剧了物种对于果实食物的选择。在这个背景下，对这一分支物种的行为研究就要考虑区分开这种背景选择压力。
动物的行为是一种设计，是动物适应环境的表现，告诉我们应该如何定义生物体的生活方式。只有我们不断的深入理解动物行为，才能更清晰地认识到物种不可替代的生态价值和进化的本质。
