В его записях есть такие удивительные положения, которые во всех своих выводах раскрыты только зрелой наукой второй половины XIX века и позднее. Леонардо знал, что «движение есть причина всякого проявления жизни» (il moto e causa d'ogni vita), притом всеобщим законом природы он считает колебательные движения, утверждает, что звук, свет, теплота, запах, магнетизм распространяются волнообразными колебательными движениями, и доказывает это такими аргументами, опирающимися на опыт, какими — так по крайней мере думают специалисты — пользовался в наше время Гельмгольц. Этого мало. Леонардо открыл теорию скорости и закон инерции — основные положения механики. Он изучил падение тел по вертикальной и наклонной линии. Он анализировал законы тяжести. Он установил свойства рычага как простой машины, самой универсальной.
Если не раньше Коперника, то одновременно с ним и независимо от него он понял основные законы устройства вселенной. Он знал, что пространство беспредельно, что миры бесчисленны, что Земля — такое же светило, как и другие, и движется подобно им, что она «не находится ни в центре круга Солнца, ни в центре вселенной». Он установил, что «Солнце не движется»; это положение записано у него, как особо важное, крупными буквами. Он имел правильное представление об истории Земли и о ее геологическом строении.
Он первый формулировал основные положения в области анатомии и физиологии растений. Он показал, как образуются жилки на листе, он научил определять возраст растения по числу концентрических кругов в поперечном разрезе ствола и объяснил, почему ось ствола асимметрична но отношению к этим кругам. Ему были известны явления гелиотропизма и геотропизма ветвей и листьев. Он знал, как влияют на жизнь растения воздух, солнце, вода, роса, почвенные соли. Наконец, он первый открыл связь, которая существует у живых существ между собою и с, остальной природою, т. е. основной закон биологии. О его анатомических работах говорилось выше. В этой области он был настоящим пионером, и того ученого, который считается отцом научной анатомии, Везалия, теперь уже склонны обвинять в грандиозном плагиате у Леонардо.
Нет возможности перечислить все те изобретения, находящие применение в области различных научных дисциплин и в области техники, которые Леонардо делал попутно: все машины, приборы, аппараты крупных и малых размеров, начиная от осадных и противоосадных орудий и кончая мельчайшими измерительными приборами. О некоторых его изобретениях говорилось выше.
Все свои открытия Леонардо проверял опытом. Ко всему тому, что он изучал, он приходил, подталкиваемый непосредственно или посредственно требованиями техники искусства. Все свои выводы подтверждал математикою. Таков был круг. Было строгое единство мысли и творчества.