从10世纪到13世纪，希腊作品的复兴和西欧和对伊斯兰的自然哲学的研究恢复了“自然哲学”，16世纪开始的科学革命所转变了科学研究的方式，这样的科学方法很快就起到更大的作用。直到19世纪，许多的机构和专业的科学功能初见端倪，在这个时代而“自然哲学”也向“自然科学”转变。
在古代近东地区，“科学”和“自然”这两个词都不是概念理论的一部分。古代的美索不达米亚人利用有关各种天然化学物质的特性的知识来制造陶器，彩陶，玻璃，肥皂，金属，石灰石膏和防水材料；他们还研究动物生理学，解剖学和行为以达到占卜的目的并为他们的占星术研究记录了天文物体的运动。美索不达米亚对医学浓厚的兴趣和最早的医疗处方，出现在苏美尔人的过程中第三王朝乌尔。尽管如此，美索不达米亚人似乎对仅出于收集信息的目的而收集有关自然界的信息几乎没有兴趣并且主要只研究具有明显实际应用或与他们的宗教系统有直接关联的科学学科。
在古典时期，没有真正的古代类似现代科学家。取而代之的是，受过良好教育的，通常是上流社会的，几乎都是男性的个体，只要有时间，就对自然进行各种调查。在前苏格拉底哲学家发明或发现“自然”概念之前，倾向于用相同的词语来描述植物的自然“生长方式”，以及例如某个部落崇拜特定神灵的“方式”。由于这个原因，据称这些人是严格意义上的第一批哲学家，也是第一批清楚区分“自然”和“习俗”的人。自然哲学的前体自然科学，从而对其进行区分自然与东西是真正为每个社区的知识，和专业追求这种知识的名字是理念-第一个哲学家的境界-物理学家。他们主要是投机者或理论家，对天文学特别感兴趣。相反，试图用自然模仿性质手腕或知识技术，希腊技艺是由古典科学家更适合自己的兴趣看到工匠较低的社会阶层。
早期希腊哲学家中的米利都学派，这是由创立米利都的泰勒斯，后来由他的继任者继续阿那克西曼德和阿那克西米尼，是第一个试图解释自然现象，而不依靠超自然的。在毕达哥拉斯学派制定了复数哲学和显着数学科学的发展做出了贡献。希腊医生希波克拉底建立了系统医学科学的传统，被称为“医学之父”。
苏格拉底在早期哲学科学史上的一个转折点是苏格拉底将哲学应用于人类事务研究的例子，包括人类本性，政治共同体的本质以及人类知识本身。柏拉图对话记录的苏格拉底式方法是消除假设的一种辩证方法：通过不断地识别和消除那些导致矛盾的假设，可以找到更好的假设。这是对苏菲派强调修辞学的一种反应。苏格拉底式方法搜索可塑造信念的一般，普遍持有的真理，并对其进行审查，以确定它们与其他信念的一致性。