پس از طرح مجهول و تشکیل فرضیه، برای بررسی و اثبات آن، باید طرح تحقیق ریخته شود. طرح تحقیق، در واقع، قانون کار محقق است و هدف، محدوده کار، رؤوس مباحث، ابزارها و روش تحقیق، و حوزه منابع را روشن می سازد و مانع از پراکنده کاری و اتلاف وقت و نیرو می گردد. حتی در نوشته ها و مقالات تالیفی - نه صرفا تحقیقی - هم، طرح مقاله امری لازم و اجتناب ناپذیر است.
نوشته ای که بدون طرح انجام پذیرد، معمولا بدون نظم و انسجام و دارای مطالب زاید و خارج از موضوع است محورهای اصلی بحث در اینگونه نوشته ها محو و مفقود است و نویسنده بروشنی نمی داند چه هدفی را دنبال می کند و در پی رد و اثبات چه مطلبی است. دقیقا به همین دلیل است که اگر از نویسنده مقاله بدون طرح خواسته شود چکیده ای در حد یک یا چند بند(پاراگراف) برای مقاله خود بنویسد، معمولا نمی تواند بخوبی از عهده کار برآید. از این رو، یکی از نشانه های علمی و تحقیقی بودن مقاله آن است که نویسنده بتواند چکیده خوب و مفیدی برای آن بنگارد، به گونه ای که طرح مساله و فرضیه، روش کار، اعتبار منابع و نتیجه بدست آمده بطور فشرده در آن ذکر شود و البته از زواید کلام نیز بپرهیزد.
از دیدگاه دیگر، طرح تحقیق به منزله نقشه کار معماری است که بدون آن نمی توان ساختمانی را بطور اصولی بنا کرد و باید توجه داشت که تا وقتی در ذهن است و بر روی کاغذ ترسیم نشده، معایب و کاستیهای آن آشکار نمی گردد. از این رو، لازم است که طرح تحقیق، حتی با خطوط اولیه اش، روی کاغذ بیاید و مورد مداقه قرار گیرد تا بتدریج صورت نهایی و متکامل آن به دست آید.
در مقاله تحقیقی و هر نوع مقاله دیگری - و نیز در کتاب یا کار تحقیقی دیگر - طرح اولیه یا سیاهه آزمایشی ممکن ست بسیار مغشوش و نامرتب باشد. در این مرحله نویسنده و محقق هرآنچه را که درباره موضوع انتخابی به ذهنش می رسد و احتمال می دهد با هدف وی ارتباطی داشته باشد، یادداشت می کند؛ سپس درباره این یادداشتها به تفکر می نشیند و آنها را به هم ربط می دهد تا بتدریج محورهای تحقیق را در قالب سؤالاتی مشخص کند.
در دسته بندی و تنظیم محورها، ممکن است برخی سؤالات ارتباط بیشتری با یکدیگر داشته باشند و زیر مجموعه هم به شمار آیند، برخی در هم ادغام شوند و برخی نیز حذف گردند.
گاهی این کار بارها تکرار می شود و سرانجام طرح نهایی به دست می آید. در این طرح، محورهای اصلی و فرعی بحث مشخص شده و شمای کلی مقاله و کتاب به دست آمده است. این محورها پس از طی مراحل تحقیق و به هنگام نگارش، تیترها و عناوین مقاله را تشکیل می دهند که در کار نگارش کتاب به صورت عناوین بخش ها و فصول درمی آیند. به عبارت دیگر، عناوین اصلی و فرعی یا فصول اصلی و فرعی همانها هستند که در طرح تحقیق به صورت سؤالات اصلی و فرعی مطرح می شوند و در پایان کار، از حالت سؤال بیرون آمده، عناوین و فصول را تشکیل می دهند. بدیهی است که سؤالات بسیار فرعی و جزئی در عنوان بندی ملحوظ نمی شود.
شایان ذکر است که طرح تحقیق و تالیف، به هیچ وجه منجمد و لا یتغیر نیست؛ طرح اولیه در ضمن کار و حتی پیش از آن، ممکن است دچار تغییر و تحولاتی شود. محقق و نویسنده به تناسب مسائل جدیدی که برایش پیش می آید، یا به مناسبت فکر و اندیشه نوی که به ذهنش خطور می کند، می تواند در طرح تحقیق تجدید نظر کرده در آن تغییراتی دهد؛ اما در هر صورت، وجود طرح اجتناب ناپذیر است.