Fem Ciència es fonamenta en tres principis pedagògics que actualment gaudeixen d’un ampli consens en la didàctica de les ciències:

• La importància d’implicar els infants en processos d’investigació autèntica, usant el conjunt de pràctiques que caracteritzen l’activitat científica (principi 1).
• El reconeixement del valor de les idees, raonaments, experiències i recursos cognitius dels infants, considerant-los sempre el punt de partida i la matèria primera de l’aprenentatge, de manera que les activitats es proposin per treballar des de les idees dels infants i sobre les idees dels infants (principi 2).
• El rol central del diàleg a l’aula entre mestres i infants o entre infants, per tal d’afavorir la construcció de nous coneixements científics i contribuir a desenvolupar la capacitat dels infants per al raonament científic (principi 3).