对自然哲学的系统探究，起源于古希腊时期的泰勒斯、毕达哥拉斯、芝诺、德谟克利特等人，并发展出伊奥尼亚派、毕达哥拉斯派、爱利亚派、元素派等诸多派系。自然哲学的核心研究对象是宇宙的生成。从智者学派开始，经苏格拉底、柏拉图和亚里士多德的发展，古希腊人从自然哲学的研究转向对人自身的哲学思考。自然哲学研究的第一个高峰宣告终结。但从科学角度而言，人们并没有放弃对宇宙生成的思索和探究。1687年，牛顿的《自然哲学的数学原理》诞生。这本书的内容就是我们今天初中生、高中生，以及物理专业的大学生在物理课上所学习的内容。但这本书并不叫《力学》。
在大多数人的潜意识当中，物理学家、化学家等科学家必然是唯物的。在这本书的正文中，没有任何关于“神”和“上帝”的字眼，因此由此书就认为牛顿是一个唯物主义的无神论科学家（尽管大多数人的确是这么认为的），那就大错特错了。牛顿是一个不折不扣的神学家。牛顿认为每一个哲学家的最崇高的职责是认识并证明上帝的存在和完美，自然界是上帝创造的，它只是上帝的神性的外在形式，它可以为人类所认识和想象，人类只能通过自然哲学去研究自然才能最终认识上帝。所以，牛顿是个哲学家和神学家，只不过他在用数学语言来阐述神学和哲学问题。
该书第一版发行后，由于在书中未提及“上帝”，结果招致贝克莱大主教的批评。贝克莱认为牛顿的绝对时空观排除了上帝存在的可能性。但事实上，牛顿一生在物理学和数学上投入的时间并不多，他的大部分精力都用于天文学、炼金术、圣经考古学和圣经年代学以及神学的研究，其研究目的就是为了服务于他心目中的上帝。在该书的第二版中，牛顿写下了一段著名的“总释”，集中表述了牛顿对于宇宙间万事万物的运动的根本原因——万有引力以及我们的宇宙为什么是一个这样的优美的体系的总原因的看法，集中表达了他对于上帝的存在和本质的见解。
《自然哲学的数学原理》是第一次科学革命的集大成之作，被认为是古往今来最伟大的科学著作，它在物理学、数学、天文学和哲学等领域产生了巨大影响。在写作方式上，牛顿遵循古希腊的公理化模式，从定义、定律（公理）出发，导出命题；对具体的问题（如月球的运动），他把从理论导出的结果和观察结果相比较。全书共分五部分，首先“定义”，这一部分给出了物质的量、时间、空间、向心力等的定义。第二部分是“公理或运动的定律”，包括著名的运动三定律。接下来的内容分为三卷。前两卷的标题一样，都是“论物体的运动”。第一卷研究在无阻力的自由空间中物体的运动，许多命题涉及已知力解定受力物体的运动状态（轨道、速度、运动时间等），以及由物体的运动状态确定所受的力。第二卷研究在阻力给定的情况下物体的运动、流体力学以及波动理论。压卷之作的第三卷是标题是“论宇宙的系统”。由第一卷的结果及天文观测牛顿导出了万有引力定律，并由此研究地球的形状，解释海洋的潮汐，探究月球的运动，确定彗星的轨道。本卷中的“研究哲学的规则”及“总释”对哲学和神学影响很大。
《自然哲学的数学原理》无论从科学史还是整个人类文明史来看，牛顿的《自然哲学的数学原理》都是一部划时代的巨著。在科学的历史上，《自然哲学的数学原理》是经典力学的第一部经典著作，也是人类掌握的第一个完整的科学的宇宙论和科学理论体系，其影响所及遍布经典自然科学的所有领域，在其后的300年时间里一再取得丰硕成果。从科学研究内部来看，《自然哲学的数学原理》示范了一种现代科学理论体系的样板，包括理论体系结构、研究方法和研究态度、如何处理人与自然的关系等多个方面的内容。此外，《自然哲学的数学原理》及其作者与同时代著名人物的互动关系也是科学史研究和其它学术史研究中经久不息的话题。
