Leonardo deltok i obduksjoner og utførte på den bakgrunnen en rekke ytterst detaljerte tegninger av menneskets anatomi. Han studerte spesielt muskler, sener og skjelett. Blodomløp, hjerte, kjønnsorganer og fostre ble også studert. I kunsten jobbet han ofte med hvordan sinnet påvirket ansiktets uttrykk.