يتبع علم التسلسل الزمني المنهجية العلمية التالية:
1- جمع البيانات: يتم جمع المعلومات حول تسلسل الأحداث الزمنية المستهدفة.
2- تصنيف البيانات: يتم تصنيف البيانات المجمعة بحيث يتم تحديد الصفات المشتركة بين الأحداث.
3- تحليل البيانات: يتم تحليل البيانات المجمعة من خلال النظر في التسلسل الزمني للأحداث والبحث عن العلاقات الممكنة بينها، ويتم تحليل البيانات باستخدام البرامج الإحصائية وتقنيات الحوسبة الحديثة.
4- تفسير النتائج: يتم تفسير النتائج المستخلصة من تحليل البيانات بحيث يتم فهم الأحداث المختلفة في سياقها الزمني.
5- الإبلاغ عن النتائج: يتم تقديم تقرير عن النتائج المستخلصة والتوصيات الممكنة في ضوء الأهداف التي تم تحديدها سلفاً.