Античную науку отличают две характерные черты, а именно: с одной стороны, ее нацеленность на познание Космоса, с другой – устремленность на познание внутреннего мира человека. Подобная ориентация науки была, в сущности, присуща и эпохе Средневековья.
Что касается понимания Вселенной, то и в эпоху Античности, и в Средневековье господствующее положение занимали идеи Платона (428/427—348/347 до н. э.) и Аристотеля (384–322 до н. э.), согласно которым Земля воспринималась как неподвижный шар в центре Вселенной. Вместе с тем уже на исходе Средневековья начала утверждаться тенденция опытного изучения природы.
Первым, кто обратился к эмпирическим исследованиям природы, был монах-францисканец Роджер Бэкон (1214–1292). Он выступал против умозрительной философии Аристотеля: «Отложите же, наконец, в сторону фолианты древних и займитесь изучением великой книги природы, которая лежит раскрытой перед всеми нами. Что есть новое? Это познание доселе неизвестных вещей». Бэкон подчеркивал: «Только экспериментальным методом можно достичь совершенного познания природы, ремесла и искусства, и только таким образом можно уразуметь всю бессмысленность магии и колдовства». Еще тогда, в xiii в., Бэкон отчетливо провидел великое будущее науки и техники: «Я хочу рассказать вам о некоторых чудесах, искусственных или естественных, где магия не играет никакой роли, но которые превзойдут все магические “находки”, не идущие с ними ни в какое сравнение. Можно построить для кораблей двигатели, которые помчат их по морям с такой скоростью, на какую не способно сколь угодно большое число гребцов. Можно создать аппарат с огромными крыльями, в котором поместится человек и полетит так быстро, как летают птицы. Можно сделать тележку, которая будет быстро двигаться без лошадей или волов. Малое орудие окажется способным поднимать большие тяжести. Мы можем изготовить зеркала и зажечь ими от солнечных лучей самые отдаленные предметы. Мы можем с помощью селитры и других веществ развести искусственный огонь, который произвел бы грохот более страшный, чем гром небесный». Стоит отметить, что за подобные идеи Бэкона более десяти лет продержали в тюрьме.
В эпоху Возрождения (XIII–XVI вв.) и особенно в Новое время (XVI–XIX вв.) тенденция опытного изучения природы резко усилилась. В решающей степени это было следствием развития ремесел, торговли, городов. Этому способствовали также ослабление позиций церкви, утверждающаяся мировоззренческая терпимость.