علوم داده در طی این پنج مرحله فرایند خود را انجام می‌دهد:

• جمع آوری (Capture): متخصصان داده‌های خام و بدون ساختار را جمع آوری می‌کنند. این مرحله اغلب شامل جمع آوری و دریافت داده، دریافت سیگنال و یا استخراج داده است.
• نگهداری (Maintain): داده‌ها در فرمی قرار می‌گیرند که بتوان از آن استفاده کرد. مرحله نگهداری شامل ذخیره سازی داده ها، پاکسازی داده ها، مرحله بندی داده ها، پردازش داده‌ها و معماری داده‌ها است.
• پردازش (Process): داده‌ها از نظر الگوها و سوگیری‌ها بررسی می‌شوند تا ببینیم چگونه به ‌عنوان یک ابزار تحلیل پیش‌بینی کار می‌کنند. مرحله پردازش شامل داده کاوی، خوشه بندی و طبقه بندی، مدل سازی داده‌ها و خلاصه سازی داده‌ها است.
• تجزیه و تحلیل (Analyze): چندین نوع تجزیه و تحلیل بر روی داده‌ها انجام می‌شود. مرحله تجزیه و تحلیل شامل گزارش داده ها، تجسم داده ها، هوش تجاری و تصمیم گیری است.
• ارتباط (Communicate): دانشمندان داده و تحلیلگران، داده‌ها را از طریق گزارش‌ها و نمودارها به نمایش می‌گذارند. این مرحله شامل تجزیه و تحلیل اکتشافی و تاییدی، تحلیل پیش بینی، و تحلیل کیفی است.