Революционные периоды, или научные революции, приводят к изменению ее структуры, принципов познания, категорий, методов и форм организации. Чем же обусловлена смена периодов спокойного развития науки и периодов ее революционного развития? История развития науки позволяет утверждать, что периоды спокойного, нормального развития науки отражают ситуацию, когда все научные дисциплины развиваются в соответствии с установленными закономерностями и принятой системой предписаний. Нормальная наука означает исследования, прочно опирающиеся на прошлые или имеющиеся научные достижения и признающие их в качестве фундамента последующего развития. В периоды нормального развития науки деятельность ученых строится на основе одинаковых парадигм, одних и тех же правил и стандартов научной практики. Возникает общность установок и видимая согласованность действий. Она обеспечивает преемственность традиций того или иного направления. Ученые не ставят себе задач создания принципиально новых теорий, более того, они даже нетерпимы к созданию подобных «сумасшедших» теорий другими. По образному выражению Куна, ученые заняты «наведением порядка» в своих дисциплинарных областях. Нормальная наука развивается, накапливая информацию, уточняя известные факты.

Однако возникающие аномалии, которые разрушают привычную научную практику, в конце концов приводят данную область к новой системе предписаний. Каждая научная революция изменяет существующую картину мира и открывает новые закономерности, которые не могут быть поняты в рамках прежних представлений. Научные революции рассматриваются как такие некумулятивные эпизоды развития науки, во время которых старая парадигма замещается целиком или частично новой парадигмой, несовместимой со старой. Научная революция начинается с осоз-навания научным сообществом того, что существующая парадигма перестала адекватно функционировать при исследовании аспекта природы, к которому сама парадигма ранее проложила путь. Научная революция значительно меняет историческую перспективу исследований и влияет на структуру учебников и научных работ. Она затрагивает стиль мышления и может по своим последствиям выходить далеко за рамки той области, где произошла. Так, открытие радиоактивности на рубеже XIX—XX вв. отозвалось в философии и мировоззрении, медицине и генетике.