Można powiedzieć, że badania operacyjne wykorzystują metodę naukową do badania i wyjaśniania zjawisk związanych z systemami funkcjonalnymi, ponieważ w ramach tej dyscypliny badany jest określony zakres zjawisk rzeczywistych. Takie systemy często obejmują ludzi i mechanizmy działające w warunkach rzeczywistych, przy czym słowo „mechanizm” jest używane w wystarczająco ogólnym znaczeniu, obejmującym wszystkie przypadki — od urządzeń mechanicznych powszechnie identyfikowanych po ich nazwach, aż po złożone struktury społeczne funkcjonujące zgodnie z ustalonymi regułami.
Dyscyplina naukowa znana jako badania operacyjne obserwuje zjawiska rzeczywiste związane z systemami funkcjonalnymi, opracowuje teorie (które wielu badaczy nazywa modelami) mające na celu wyjaśnienie tych zjawisk, wykorzystuje te teorie do opisania tego, co się wydarzy przy zmianie warunków, oraz weryfikuje przewidywania poprzez nowe obserwacje.
Tak więc badania operacyjne są nauką, ponieważ stosują metodę naukową do zdobywania odpowiedniej wiedzy i różnią się od innych nauk przedmiotem badań. Analizują one zjawiska związane z systemami funkcjonalnymi w sposób rzadko podejmowany przez inne nauki.
Powstanie badań operacyjnych jako dyscypliny naukowej było podyktowane pilną potrzebą rozwiązywania ważnych problemów praktycznych. W okresie kształtowania się i rozwoju tej dziedziny naukowcy prowadzący odpowiednie badania nie tylko położyli podwaliny nowego kierunku naukowego, lecz także zastosowali swoje odkrycia do praktycznego rozwiązywania problemów. W drugiej i trzeciej dekadzie swojego istnienia grupy zajmujące się badaniami operacyjnymi rozrosły się i zróżnicowały pod względem obszarów zainteresowań. Jednak ścisły związek między badawczymi a praktycznymi aspektami ich pracy pozostał cechą charakterystyczną tej dyscypliny: termin „badania operacyjne” dokładnie podkreśla ich nierozerwalność. Tak więc badania operacyjne obejmują zarówno naukowe badanie systemów, jak i odpowiednie rodzaje działalności technicznej ukierunkowanej na praktyczne wdrażanie wyników takich badań.
Jednak te stosowane aspekty badań operacyjnych obejmują nie tylko bezpośrednie zastosowanie wiedzy uzyskanej dzięki wykorzystaniu teorii, lecz również wymagają elementu twórczego (ukierunkowującego pracę we właściwych kierunkach), a także profesjonalnych umiejętności i praktycznej wiedzy projektowej (nakierowanej na realizację wymaganych zadań lub rozwiązywanie ważnych problemów). Ponadto istotne jest zapewnienie wdrożenia uzyskanych wyników.