在科學研究中，系統方法把研究對象如實地當作壹個整體來對待，並著重研究該系統的整體功能；同時，從物質、能量和信息三個方面來認識和控制系統運動，使系統達到人們能確定的最佳狀態；此外，它充分運用數學手段對系統進行定量描述，建立系統的模型以便進行模擬實驗。因此，運用系統方法來思考和處理問題時，應先從整體出發，進行系統綜合，形成可能的系統方案，再系統分析系統各要素及其相互關系，建立模型，然後進行系統選擇（最優化）並重新綜合成整體。在思維方式上，系統方法把綜合作為出發點和歸宿，並把分析和綜合貫穿於過程的始終，這正是系統方法在科學思維方式上的重大突破。
在傳統的科學研究方法中，確定目標的方法是比較薄弱的，主要依靠經驗判斷和邏輯分析：實現目標的方法有觀察、實驗、假說和邏輯方法等。而系統方法則是通過壹系列科學的方法和步驟，把確定目標和實現目標這兩個認識過程有機地統壹起來。它首先通過擺明問題、目標選擇、系統綜合、系統分析、系統選擇等步驟，為確定目標提供可靠的依據；然後，它還通過程序設計、具體規劃以及研究、生產、安裝和運行等階段來實現既定目標。可見，系統方法兼有確定目標和實現目標這兩方面的功能。傳統的研究方法總是把研究對象分成若幹部分，在分析的基礎上進行綜合，以簡單分解和簡單相加的觀點來說明整體的性能，認為局部性能好，整體性能也自然好；局部性能不好，整體性能也自然不好。這種分析綜合的方法在科學發展過程中曾經發揮過重要的作用，直到今天，對壹些簡單現象和過程的研究還是十分重要的。但是，對於象人口控制、糧食和能源的供應、生態平衡、環境保護等等這樣壹些復雜的研究對象來說，這種傳統的研究方法就顯得無能為力了。