牛顿认为，科学必须运用以经验为基础的归纳法，科学家应首先是事实的归纳者，因此，他提倡通过实验获得科学知识。由培根阐发的经验主义研究方法到了牛顿手里，取得了当时所能达到的最高成就。牛顿恰恰是严格遵循实验和数学方法进行科学研究的。1666年，他运用微积分计算得出万有引力法则的数学公式。

同年，他还通过严格的实验，确定了光的性质。1687年，牛顿发表《自然哲学的数学原理》，论证了地球运动和天空行星运动都可以用万有引力的作用来加以解释。1704年，牛顿又发表了《光学》，阐述了他的光学理论。