Починаючи з XVI ст. всім міцніючим атакам піддаються теологія, схоластика, середньовічна феодальна ідеологія. Віра в «божественне свавілля», яким світ зобов'язаний своїм існуванням, ідеї геоцентризму, уявлення про відсталість природи, телеологія, як вчення про божественну доцільність всього існуючого, піддаються сумніву, а іноді і різкій критиці. Розвитку біологічних наук в той час сприяли, по-перше, використання винайдених в ту епоху приладів (мікроскоп, термометр, барометр і ін), по-друге численні подорожі .Яскравими представниками розвитку науки цього періоду є: Йоган Кеплер, Галілео Галілей та ін.
Йоган Кеплер - у його книзі «Таємниця світу» (1596) Кеплер спробував привести орбіти п'яти відомих тоді планет у відповідність з поверхнями п'яти Платонових тіл. Орбіту Сатурну він представив як коло (ще не еліпс) на поверхні кулі, описаного навколо куба. У куб, у свою чергу була вписана куля, що повинна була представляти орбіту Юпітера. У цю кулю був вписаний тетраедр, описаний навколо кулі, що представляли орбіту Марса і т. д. Ця робота після подальших відкриттів Кеплера втратила своє первісне значення, проте представляє не тільки історичний інтерес, але й приваблива з математичної точки зору, представляючи відношення радіусів планетних орбіт ірраціональними числами.
Галілео Галілей - був основоположником експериментально-математичного методу вивчення природи. Галілею людство зобов'язане двома принципами механіки, що відіграли велику роль у розвитку не лише механіки, але й усієї фізики. Сформулювавши принцип відносності руху для прямолінійного й рівномірного руху, закон вільного падіння тіл, механіку їхнього руху похилою площиною (1604 — 1609) і тіла, кинутого під кутом до горизонту, ідею про ізохронізм коливання маятника (1583), ідею інерції (1609), Галілей заклав основи механічної системи відліку, а другий принцип, пов'язаний із вільним падінням тіл, привів його до поняття інертної й важкої маси. Першим серйозним винаходом Галілея були гідростатичні ваги для швидкого визначення складу металевих сплавів (1586); визначив питому вагу повітря. Винайшов термоскоп, що є прообразом термометра. Створив один із перших телескопів. Висунув ідею застосування маятника в годиннику. Здійснив фізичні дослідження присвячені також гідростатиці, міцності матеріалів. У 1609 року побудував свій перший телескоп із трикратним збільшенням, а трохи пізніше — зі збільшенням у 32 рази. У 1610–1614 роках, змінюючи відстань між лінзами, він створив також мікроскоп. Завдяки Галілею лінзи й оптичні прилади стали могутнім знаряддям наукових досліджень.
