Her meticulous research followed a step by step process, carefully documenting each phase of the experiment.

step 的意思是"步骤、阶段"。 by 在这里表示"一个接一个"的方式。 step by step 是一个固定短语，字面意思是"一步一步地"，引申为"循序渐进地"，强调按顺序逐步进行的过程。