Son muchos los avistamientos del fenómeno, hay una gran cantidad de fotografías y vídeos que muestran objetos voladores no identificados, e incluso documentos e informes militares desclasificados.
Se han dado casos de aviones comerciales en los que gran número de pasajeros han visto al mismo tiempo un fenómeno de este tipo, así como registros de radar en aeropuertos no sujetos a la subjetividad del observador, y no se ha podido demostrar que todas estas evidencias sean falsificaciones o producto de alucinaciones.
Los defensores de la validez del fenómeno se basan en esto y en el hecho de que, en su opinión, muchos de los postulados de la ciencia carecen también de la necesaria confirmación.
Algunos defensores del fenómeno postulan una conspiración del ocultamiento extraterrestre, argumentando que en la década de los 50 los servicios secretos estadounidenses en conjunto con los de otras naciones perfilaron la estrategia de ocultación que se haría del fenómeno OVNI.
Los escépticos suelen emplear un principio básico de la ciencia que dice que «para poder afirmar la existencia de fenómenos extraordinarios se requieren pruebas concluyentes». Hacen hincapié en que no se han aportado pruebas fiables que respalden la hipótesis de que el fenómeno ovni tiene relación con naves extraterrestres.
Los científicos en general califican a la ufología como pseudociencia, considerándose incompatible la validez del conocimiento presupuesto con la inexistencia de pruebas concluyentes y la imposibilidad de ajustarse al método científico.
Desde el ámbito científico se ha afirmado que cuando los informes de ovnis se estudian en profundidad, la mayoría de los casos logra ser identificado con certeza, resultando que se trataba de fraudes, alucinaciones, malas interpretaciones o pareidolias (ver galería) de fenómenos terrestres conocidos (cometas, fenómenos atmosféricos, satélites, basura espacial, aviones, prototipos de naves terrestres, nube lenticular, etc.).
En los demás casos el fenómeno queda como no identificado, lo que no autoriza a pretender que, por el hecho de no lograrse con certeza su identificación, exista base para sostener que se trata de naves extraterrestres. Incluso en estos casos no identificados resultaría también admisible y lógico afirmar que se trate de casos similares a los identificados.
