Ausgelöst durch die Diskussion um deutschlandweit eingeführte Bildungs- und Erziehungspläne für Kindertageseinrichtungen gewann in den letzten Jahren die Förderung naturwissenschaftlicher Kompetenzen zunehmend auch im Vorschulbereich an Bedeutung. Im Rahmen der Förderung biologischer Erkenntnismethoden scheint eine systematische, aber dennoch beiläufige und spielerische Förderung biologischer Beobachtungskompetenz ab dem Vorschulalter möglich und sinnvoll. In der vorliegenden Dissertation wurde hierzu ein theoretisches Kompetenzstrukturmodell entwickelt und empirisch evaluiert. Zudem wurden Zusammenhänge zwischen Vorwissen, Sprachfähigkeit, Sachinteresse und Beobachtungskompetenz analysiert. Anhand des entstandenen Modells wurden daraufhin theoriegeleitet Methoden und Materialien zur individuellen Förderung biologischer Beobachtungskompetenz im Vorschulbereich entwickelt und mit Hilfe von erzieherischem Fachpersonal in acht Kindergärten qualitativ evaluiert. Für das Kompetenzmodell konnten in den drei Ausprägungen Inzidentelles, Systematisches und Unsystematisches Beobachten die drei Dimensionen Beschreiben, Wissenschaftliches Denken, Interpretieren als unabhängig bestätigt werden. Ein Strukturgleichungsmodell zeigt, dass Beobachtungskompetenz am stärksten durch Vorwissen beeinflusst wird, während die Sprachfähigkeit geringen und das Sachinteresse nahezu keinen Einfluss nimmt. Auf Basis des empirisch abgesicherten Modells konnten Spielideen entwickelt werden, die dafür geeignet scheinen, biologisches Beobachten zu fördern und dabei gleichzeitig praxistauglich und motivierend sind.