Zowel de oude Grieken als de moderne filosofen en natuurwetenschappers dachten niet alleen na over de natuur, maar ook over de manier waarop het best over de natuur nagedacht wordt. Het handboek Over wetenschappelijk denken behandelt het denken overwetenschappelijk denken.Het begint met een inleiding in de logica, de studie van argumenten waarin de waarheid van de conclusie noodzakelijk volgt uit de waarheid van de premissen.Daarna wordt dieper ingegaan op de natuurfilosofische revolutie in het antieke Groot- Griekenland. De mythische verklaringen voor natuurfenomenen zoals regenbogen moesten toen plaatsmaken voor natuurfilosofische verklaringen die een beroep doen op zuiver fysische oorzaken, zoals gekleurde wolken. Vervolgens komt de natuurwetenschappelijkerevolutie aan bod. De natuurfilosofie en de methodologie van Aristoteles werden vervangen door de moderne natuurwetenschap en ‘de wetenschappelijke methode’. Vanaf de late oudheid tot en met Newton debatteert men over de vraag of de beste wetenschappelijke theorieën overeenstemmen met de realiteit.Ten slotte gaat het boek in op wetenschappelijk denken. Verschillende types van inferenties, namelijk deductie, inductie en abductie, worden gebruikt om vanuit observaties conclusies te trekken over theorieën, of omgekeerd. Elk van deze redeneervormen wordt in het boek van naderbij bekeken. De observatie van één niet-witte, maar zwarte zwaan (cover) volstaat om te deduceren dat niet alle zwanen wit zijn, ook als we door talloze vroegere observaties van witte zwanen inductief hadden afgeleid dat het waarschijnlijk is dat alle zwanen wit zijn. Zo komt het boek tot een reflectie op wat wetenschap nu eigenlijk is en hoe we wetenschap kunnen onderscheiden van pseudowetenschap. Waarin verschilt goede van slechte wetenschap? En wat zijn de argumenten tegen wetenschapssceptici en tegen overdreven wetenschappelijk optimisme? Ook op deze vragen zoekt het boek naar een antwoord.