É claro que operam de forma distintas, mas ambas tem o mesmo fundamento. Se fundamentam na verdade... Você deve saber que a verdade é uma ideia nascida há uns 2600 anos apenas pelos primeiro filósofos pré-socráticos e que com Sócrates-Platão foi afirmada e consolidada. Nós seguimos por um modelo de mundo, que não é necessário, mas completamente contingente. Antes de inventarmos a ideia de verdade os homens viviam da mesma forma, tinham um modelo de pensamento não racional, baseado num pensamento mitológico muito rico e interessante de explicação do mundo. Dai você pode dizer, mas a ciência é mais útil, bem essa já nossa visão racional de quem está operando por esse modelo.
O importante para mim é isso, observar que somos o que um modelo de mundo e de pensamento (o pensamento lógico racional) determina, mas este modelo é apenas um modelo e precisa ser questionado. Ninguém quer propor que devamos abandoná-lo ou que sequer isso seria possível hoje, ele funciona, ele é bom por um lado e tem seus problemas por outro. Mas nós como seres conscientes devemos estar sempre procurando nos entender cada vez mais, então pensar e questionar os limites as falhas desse nosso modelo que nos constitui nunca pode ser algo ruim... Ou procurar o entendimento e a consciência sobre aquilo que faz com que sejamos o que somos é ruim?
Pois bem, analisando por esta ótica, vemos que o pensamento religioso baseado em deus, ou o pensamento cientifico baseado na verdade, são ambos frutos de um mesmo modelo de mundo iniciado com Sócrates-Platão. Nós só mudamos o nosso Deus, antes a verdade era Deus, um ser pessoal e tal, hoje Deus É A VERDADE. Mas, no fundo o pensamento de base é o mesmo, só mudam as ferramentas que levam até esse "deus" ou até a "verdade".
A religião dizia, a verdade existe para além de nós e ela é Deus. Seus métodos eram a intuição e a revelação. Mas essas funcionavam também e muita gente hoje ainda garante que funciona. Não importa se para os parâmetros da ciência funciona ou não, como você disse ambos são construção de mundo e de verdades diferentes então o que funciona no modelo religioso a ciência não vê e vice versa.
A ciência mudou os métodos, mas a essência é a mesma. Ela diz a verdade existe (Só tirou o arquétipo de deus a ideia da verdade ainda não pode ser provada e é fé também). Em cima disso criou um outro modelo para alcançar essa "verdade", e se comunicar com esse novo deus. Seus métodos agora presam a observação a regularidade a generalização, mas continua cheio de crenças não provadas. Se acredita que a verdade existe. Acredita que podemos observá-la, alcança-la, ou seja, que a verdade nos diz respeito. Acredita que o universo é regular e segue um padrão, que segue leis de causalidade e que podemos então trabalhar com generalizações... Enfim, tudo isso é assunto metafísico que a ciência finge não ver enquanto fica tomando qualquer outro método que não o seu como infantil, fantasioso se esquecendo que suas premissas não diferem em nada.