Nykyisen fysiikan, ja yleisemmin koko tieteen kokeelliset tutkimusmenetelmät on luotu keskiajan islamilaisen tieteen kukoistusaikana ja sittemmin Euroopassa uuden ajan alussa, tieteellisen vallankumouksen aikaan, aluksi Galileo Galilein, René Descartesin ja Isaac Newtonin töiden myötä. Ennen tätä uuden ajan alussa suosioon tullutta empirististä tieteenfilosofiaa oli tyydytty lähinnä luonnonfilosofisiin pohdintoihin ja auktoriteettiuskoon. Tieteellisen vallankumouksen jälkeen luonto ymmärrettiin ikään kuin mekaanisten lakien alaisena koneena, jota voitiin tutkia kokeellisin menetelmin ja jonka toimintaa voitiin ennustaa matematiikan avulla. Vielä 1700-luvulla luonnonfilosofian tutkimus ei kuitenkaan yleensä ollut kvantitatiivista – tieteellinen menetelmä ei ollut vielä täysin kehittynyt – eikä järjestelmällistä opetusohjelmaa tutkijoiden kouluttamiseksi ollut. Fysiikan tutkimus erkani vähin erin luonnonfilosofiasta, eriytyen lopulta omaksi tieteekseen vasta 1800-luvun aikana.