Dapat dikatakan bahwa riset operasi menggunakan metode ilmiah untuk mengkaji dan menjelaskan fenomena yang terkait dengan sistem fungsional, karena dalam disiplin ini dikaji rentang tertentu dari fenomena dunia nyata. Sistem semacam itu sering mencakup manusia dan mekanisme yang beroperasi dalam kondisi dunia nyata, di mana kata “mekanisme” digunakan dalam arti yang cukup umum untuk mencakup semua kasus — mulai dari perangkat mekanis yang biasa dikenali melalui namanya, hingga struktur sosial kompleks yang berfungsi sesuai dengan aturan yang telah ditetapkan.
Disiplin ilmu yang dikenal sebagai riset operasi mengamati fenomena nyata yang terkait dengan sistem fungsional, mengembangkan teori (yang oleh banyak peneliti disebut model) yang dimaksudkan untuk menjelaskan fenomena tersebut, menggunakan teori-teori ini untuk menggambarkan apa yang akan terjadi ketika kondisi berubah, dan memverifikasi prediksi melalui pengamatan baru.
Dengan demikian, riset operasi adalah suatu ilmu, karena riset operasi menggunakan metode ilmiah untuk memperoleh pengetahuan yang relevan dan berbeda dari ilmu-ilmu lain dalam objek kajiannya. Riset operasi menyelidiki fenomena yang terkait dengan sistem fungsional dengan cara-cara yang jarang dibahas oleh ilmu-ilmu lain.
Munculnya riset operasi sebagai disiplin ilmiah didorong oleh kebutuhan mendesak untuk menyelesaikan masalah praktis yang penting. Dalam pembentukan dan pengembangannya, para ilmuwan yang melakukan penelitian terkait tidak hanya meletakkan dasar bagi arah keilmuan baru, tetapi juga menerapkan temuan mereka untuk pemecahan masalah praktis. Selama dekade kedua dan ketiga keberadaannya, kelompok-kelompok riset operasi tumbuh dan menjadi beragam dalam fokus kajiannya. Namun, keterkaitan erat antara aspek penelitian dan praktis dalam pekerjaan mereka tetap menjadi ciri khas disiplin ini: istilah “riset operasi” secara tepat menekankan ketidakterpisahan keduanya. Dengan demikian, riset operasi mencakup baik kajian ilmiah terhadap sistem maupun jenis-jenis kegiatan teknis terkait yang diarahkan pada penerapan praktis hasil kajian tersebut.
Namun, aspek-aspek terapan riset operasi ini tidak hanya melibatkan penerapan langsung pengetahuan yang diperoleh melalui penggunaan teori, tetapi juga memerlukan unsur kreatif (mengarahkan pekerjaan ke arah yang diinginkan), serta keterampilan profesional dan keahlian perancangan praktis (yang diarahkan untuk memenuhi tugas yang dibutuhkan atau menyelesaikan masalah penting). Selain itu, penting untuk memastikan implementasi hasil tersebut.