Може да се каже, че операционните изследвания използват научния метод за изучаване и обяснение на явления, свързани с функционалните системи, тъй като в рамките на тази дисциплина се изучава конкретен кръг от реални явления. Такива системи често включват хора и механизми, които функционират в реални условия, като думата „механизъм” се използва в достатъчно общ смисъл, за да обхване всички случаи — от механични устройства, обичайно назовавани по своето наименование, до сложни социални структури, функциониращи в съответствие с установени правила.
Научната дисциплина, известна като операционни изследвания, наблюдава реални явления, свързани с функционалните системи, разработва теории (които много изследователи наричат модели), предназначени да обяснят тези явления, използва тези теории, за да опише какво ще се случи при промяна на условията, и проверява прогнозите чрез нови наблюдения.
Така операционните изследвания са наука, тъй като използват научния метод за получаване на релевантно знание и се отличават от другите науки по своя предмет на изследване. Те изучават явления, свързани с функционалните системи, по начини, които рядко се разглеждат от други науки.
Възникването на операционните изследвания като научна дисциплина е продиктувано от належащата необходимост от решаване на важни практически проблеми. При формирането и развитието им учените, провели съответните изследвания, не само поставят основите на ново научно направление, но и прилагат своите открития за практическото решаване на проблеми. През второто и третото десетилетие от съществуването си групите за операционни изследвания нарастват и стават разнообразни по своята насоченост. Въпреки това тясната връзка между изследователските и практическите аспекти на тяхната работа остава характерна черта на дисциплината: терминът „операционни изследвания” точно подчертава тяхната неразделност. Така операционните изследвания обхващат както научното изучаване на системите, така и съответните видове техническа дейност, насочена към практическото прилагане на резултатите от тези изследвания.
Тези приложни аспекти на операционните изследвания обаче не се свеждат просто до непосредственото прилагане на знанието, получено чрез използването на теорията, а изискват и творчески елемент (насочване на работата в желани посоки), както и професионално умение и практически проектантски опит (насочени към изпълнението на поставените задачи или решаването на важни проблеми). Освен това е важно да се осигури внедряването на резултатите.