В синтаксисе научного стиля используются все возможные типы словосочетаний, разнообразные сложные предложения и сложное синтаксическое целое.
Научная речь как функциональный речевой стиль – явление сравнительно новое. Даже в самых развитых языках, к которым принадлежит и русский, его историческое формирование не завершено. Развитие научной речи связано, с одной стороны, с определенным уровнем развития и накопления знаний в обществе, с другой – с уровнем развития русского языка. В древние века, в детские свои годы, наука существовала как «философия» – «мудролюбие» (греч. «фило» – люблю и греч. «софос» – мудрость). Накопленные ею знания были невелики по объему и настолько элементарны, что знания ученого ненамного превосходили коллективный опыт «неученой» части общества. Наука не была профессиональным трудом, скорее интеллектуальным развлечением. Философия древности не отделялась от искусства, литературы и ораторского мастерства. И ученые того времени пользовались общеупотребительной речью: произведения Платона, например, написаны в форме диалогов мудрецов, а труды Плутарха написаны в форме повествований, где история сочетается с мифологией, легендами и дополняется личным мнением автора.
В средние века наука была тесно связана с религией и стилистически во многом подчинялась стилю церковных книг, проповедей. Научные трактаты часто писались на чужих, «книжных» языках – греческом, латинском, арабском.
В эпоху Возрождения прогресс науки привел к выделению многих ее областей, к формированию специальных терминологий. Однако в то время европейские ученые еще довольно часто пользовались не родным, а латинским или греческим языками. Именно этим объясняется большое количество грецизмов и латинизмов в современной науке, где они уже выступают в качестве интернационализмов. Научные произведения Возрождения нередко создавались в стихах, с богатыми образами, метафорами, различными риторическими фигурами.
В эпоху Просвещения язык науки (особенно естествознание) заметно отходит от художественной речи, хотя и весьма близок к ораторской, что связано с самим характером просветительства. Именно в этот период происходит переход на национальные языки, так как накопленные знания уже не вмещаются в рамки древнего чужого языка. К этому времени относится деятельность М. В. Ломоносова, родоначальника научного стиля русской речи. Всестороннее знание русского языка, широкая осведомленность в точных науках, прекрасное знакомство с латинским, греческим и западно-европейскими языками, литературный талант и природный гений позволили Ломоносову заложить верные основания русской технической и научной терминологии. Именно Ломоносов положил начало русскому научному языку.