자유 탐구란 주제의 선정부터 연구 계획, 탐구 수행, 결론 도출 및 발표까지 이르는 전 과정을 학생이 주도하여 해결해 나가는 것을 말한다. 이 과정은 과학자들이 실제로 연구하는 과정과 매우 흡사하여 자유 탐구를 통해 학생들은 과학에 대한 흥미를 높일 수 있을 뿐만 아니라 탐구 과정을 통해 종합적인 탐구 능력을 기를 수 있다.