深受笛卡尔“把数学看作研究和了解自然的钥匙”这一观点的影响，牛顿致力于用数学定律来说明自然现象，探讨自然哲学问题，尤其是为几何学和力学的发展提供了重要的途径。他之所以用《自然哲学的数学原理》来命名其著作，乃是因为“哲学全部任务看来就在于从各种运动现象来研究各种自然之力，然后用这些力去论证其他现象”。 自然哲学的目的在于发现自然界的结构和作用，并尽可能把它们归结为一些普遍法则和一般定律，并用观察和实验来建立这些法则，从而导出事物的原因和结果。同 时，人们可以通过实验来了解物体的属性，并借助于归纳推理来探究事物的普遍属性；换言之，从现象中推出科学的基本原理，通过归纳使之成为一般。“探究事物属性的准确方法是从实验中把它们推导出来”，这即是牛顿的“实验哲学”的证明方法。
在哲学史家希尔贝克看来，牛顿成为启蒙运动的主 要先驱之一，牛顿的物理学是科学压倒传统和偏见而获胜的一个典型例证。科学与进步的观念相联系，科学成为真理的标准，并成为人利用自然、控制自然的手段。 牛顿给哲学带来的新推动，尤其对康德产生了很大影响，使其设法为新物理学确立认识论的基础。
希尔贝克在其《西方哲学史》中分析了近代物理学中的“力学中的范式转换”。“从一个无法解释观察材料的理论，到一个能解释已有材料的理论，也就是从亚里士多德力学到伽利略—牛顿力学。”亚 里士多德提出所有事物的运动都寻求其各自自然位置，从而带有目的论色彩，空间并非空无一物，而是充满了类似于气或水的元素，成为物体下降之阻力。牛顿力学 则与之相反：空间空无一物（真空），没有阻力，物体在因外力而改变其速度和方向之前，其运动维持不变，这乃是与我们日常生活经验完全不同的概念—理论模型。这些抽象模型和系统实验建立起联系。
海德格尔认为，现代思想只有到了 17世纪才实现了决定性的澄清和奠基。这个事件是在牛顿的主要著作《自然哲学的数学原理》中完成的。该书标题中的“哲学”意指一般科学（与实验哲学相比较）；“原理”意指第一原则，本源性的原则，也即终极原则。它既推动又限制了自然科学的发展。康德的《自然科学的形而上学基础》以《纯粹理性批判》的立场为基础，是牛顿著作的一个有意识的、补充性的配对作品。
现代自然科学特征可表征为“事实科学”、“实验科学”、“测量科学”，但都没有涉及其基本特征—“与物的交道方式和对物之物性的形而上学筹划”，现代思想和认识的基本特征在本质意义上是“数学的”。海德格尔特别考察了牛顿的第一原理，即牛顿提升到其著作之顶峰的第一运动定律“惯性定律”。这乃是一个静止定律。虽然今天人们把它当作一条自明的定律，但是在牛顿之前的一百多年，它并不为人所知。在海德格尔看来，这条定律的发现以及它被确定为基本定理的过程中包含着一场革命，它首次为从托勒密宇宙观向哥白尼宇宙观的转换提供了基础。
自然的一般概念和探究方式发生了改变。第一运动定律的确立包含了所有本质性的变化，其中尤以“数学的基本态度”为基础。对于这种观念，黑格尔依其客观观念论和概念辩证法的基本立场对牛顿的自然哲学或物理学进行了尖锐的批判，这些批判在当代逐渐显示出其意义来。
黑格尔认为牛顿的主要贡献是把力的反思范畴导入物理学，以力的规律代替现象的规律。他还把牛顿“物理学要谨防形而上学”的口号解读为“科学要谨防思维”，认为牛顿并未意识到物理学必须通过（概念）思维才能获得其范畴和规律，从而获得进展。黑格尔甚至说“牛顿对于概念完全是一个陌生人”，当牛顿自以为在同物理事实打交道，实则在同概念打交道，把概念当作感性事物。在黑格尔看来，物理学开端诸概念，原本只是反思之结果，却被牛顿当作最初的根据，而其之所以无所进展，乃因为不知应与概念打交道。
实际上，自然科学的当代发展已经用实际行动在纠偏此处黑格尔所批评的“抽象的知性思维方式和形而上学化的经验主义”。比如，怀特海的“作为有机体和过程的自然”观点，又如普里戈金在强调当今自然观由“多重性、暂时性和复杂性”转向基础上所展开的“人与自然的新对话”。这种纠偏实乃当今人们对于“人与自然关系”深层思考的一部分。
