Tümevarım, mantıksal akıl yürütmenin ana biçimlerinden biridir. Diğeri ise tümdengelimdir. Tümevarımda, çok sayıda özel durum kullanarak genel bir kural buluruz. Örneğin, suyu birçok farklı durumda izleyerek, suyun her zaman yokuş aşağı aktığı sonucuna varabiliriz.
Tümevarım bilimin yöntemi değildir, ancak bilim için bir başlangıç noktası olabilir. Herkes güneşin, ayın ve yıldızların gökyüzünde hareket ettiğini görebilir. İlk medeniyetler bunun Dünya'nın etrafında döndükleri anlamına geldiğini düşünmüşlerdir, çünkü her zaman öyle görünmektedirler. Artık bunun tamamen yanlış olduğunu biliyoruz, ancak gerçek açıklamayı keşfetmek modern bilimin başlangıcı oldu (bkz. Kopernik, Galileo ve güneş merkezcilik). Yaptıkları şey, sonunda tüm gözlemlerin çok daha iyi bir açıklaması olduğu gösterilen alternatif bir teori veya hipotez üzerinde çalışmaktı. Gerçek bilim budur, ancak Babilliler ile başlayan gök gözlemleri, açıklanması gereken düzenliliği göstermiştir. Bilimin yaptığı şey, bariz olan açıklamanın doğru açıklama olmadığını kanıtlamaktı.
Bir başka örnek de, hayatının yarısını hayvanlar ve bitkiler hakkında ilginç bilgiler toplayarak geçiren Darwin'in çalışmalarıdır. Eğer orada durmuş olsaydı, adı bugün bilinmiyor olabilirdi. Yaptığı şey, tüm bu gerçeklerin açıklanabileceği bir yol önermekti. Bu, mümkün olan her şekilde test edilebilecek ve edilen bir hipotezdi. Doğal seçilim yoluyla evrim teorisinin, canlılar dünyasının gördüğümüz hale gelmesini en iyi şekilde açıkladığı artık çok iyi bilinmektedir. Yine, gerçek bilim, bir açıklamaya ihtiyaç duyan bir dizi olgu üzerine inşa edilmiştir. Her ne kadar gerçekler tüm bilimin temelini oluştursa da, bilim felsefesi gerçekleri toplamaktan ziyade hipotezleri test etmekle ilgilidir.
Tümevarım, olguların toplanması, kendi başına bilim değildir. Filozof Hume bunun "deneyim sahibi olmadığımız örneklerin deneyim sahibi olduklarımıza benzemesi" anlamına geldiğini söylemiştir. Daha sonra John Stuart Mill, "Neden bazı durumlarda tek bir örnek tam bir tümevarım için yeterli olurken, diğerlerinde [birçok örnek] evrensel bir önerme oluşturmak için bu kadar az yol kat etmektedir?" sorusunu ortaya atmıştır. Filozoflar genellikle asıl meselenin şu olduğunu düşünür: İyi tümevarımları kötü tümevarımlardan ayıran nedir? Bunu söylemenin bir yolu da şudur: "Eğer bilinen tüm As'lar B ise, o zaman muhtemelen tüm As'lar B'dir".