Социально-экономические и политические сдвиги, изменения в способе производства, вызвавшие изменения во всей духовной атмосфере эпохи и в способе мышления, нашли свое отражение и в состоянии естествознания, его ведущих концепциях. Правда, в естествознании в силу его особенностей они были не столь заметными, бросающимися в глаза, как в общественно-политических учениях и философии. В неразрывной связи естествознания с накопленным фактическим материалом была его сила и преимущество перед философией, но одновременно и его слабость, мешавшая вырваться из круга традиционных представлений. Подавляющее большинство университетских профессоров и ученых продолжало увязать в метафизике и механицизме. Впрочем, и в философии этого периода не в меньшей степени сохранялось господство идеализма и плоской метафизики, подчинение религии и феодальной идеологии, или компромисс с ними. Только наиболее глубокие мыслители в той или иной мере вырывались за пределы господствовавших взглядов. В силу своеобразия исторических условий, сложившихся в Германии, она заняла в первой половине XIX в. ведущее положение в развитии философии, но дух мелкого филистерства, характерный в тот период для этой страны с ее неразвитой экономикой и уродливыми феодальными порядками, пронизывал все слои немецкого общества и накладывал свою печать на ее ученых и мыслителей.
И вое же первая половина XIX в., несомненно, представляет собой своеобразную полосу в истории мировой науки. Она ознаменовалась рядом таких открытий и обобщений, которые существенно изменили представления не только в отдельных отраслях знаний, но и подготовили почву для создания во второй половине XIX в. новой картины мира. Благодаря работам Канта, Лапласа и Гершеля Земля и вся солнечная система предстали не как однажды созданные, а как развившиеся во времени. Был обнаружен единый принцип объяснения химических явлений и состава химических соединений — ядром его стала возрожденная на новой основе атомистика (Дальтон), некоторые физические свойства газов были поставлены в связь с молекулярной структурой вещества и была раскрыта зависимость химических свойств от числа и расположения атомов в молекулах (Авогадро, Берцелиус, Гей-Люссак), выявилась связь между химическим сродством и электрическими явлениями (Дэви, Берцелиус), между теплотой и механической работой (Р. Майер, Джоуль, Гельмгольц), открыты химические источники получения электричества (Гальвани, Вольта). Возникла электродинамика, раскрывшая переход механической работы в электрическую и обратно. В области физиологии была показана плодотворность применения законов и методов физики и химии к объяснению процессов жизнедеятельности организмов, и постепенно в борьбе с витализмом к середине XIX в. утверждается взгляд на физиологию как физико-химию живого. В первой четверти века окончательно складывается сравнительная анатомия. Ее успехи способствовали выяснению не только сходства строения различных видов животных, но и такого подобия в их организации, которое наводило на мысль о глубокой связи между ними, об их единстве. Это позволило подойти к систематическому изучению остатков древнего, давно исчезнувшего животного и растительного мира. Возникла палеонтология, и начала нащупываться вначале едва заметная, затем все более отчетливая связь между ныне живущими формами животных и растений и вымершим органическим миром прошлых геологических эпох. В конце 20-х годов XIX в. К. М. Бэр установил основные типы эмбрионального развития и доказал, что все позвоночные, охватывающие огромное разнообразие видов, развиваются по единому типу. Начала складываться сравнительная эмбриология животных. В 1839 г. была сформулирована клеточная теория, установившая единство элементарного строения всех органических форм и перекинувшая мостик между растениями и животными. К началу 30-х годов относится формирование исторической геологии, установившей преемственность геологических преобразований земной поверхности и сопоставимость основных факторов, определявших эти преобразования в далеком геологическом прошлом с теми факторами, которые действуют ныне. С этого времени под влиянием Ч. Лайеля исторический взгляд на преобразование земной поверхности и принцип актуализма, выдвинутый для объяснения движущих факторов этого процесса, входят в науку, постепенно завоевывая все больше сторонников. Одновременно в биологии стало накапливаться все больше данных, противоречивших учению о постоянстве и независимом происхождении видов. И хотя учение об эволюции органического мира, выдвинутое в 1809 г. Ламарком, казалось, было забыто большинством естествоиспытателей как экстравагантная научная полупоэзия, идея эволюции на протяжении всей первой половины XIX в. подспудно с разных сторон пробивала себе дорогу то в форме натурфилософских догадок о всеобщем развитии, то в виде частных эмпирических обобщений об изменчивости животных и растений и их приуроченности к определенным условиям жизни.