yalarla olan bağlantısıını göstermeye olanak sağlayan, jeolojik haritaları yapmak için güçlü bir araçtır. Charles Lyell, Adam Sedgwick ve Roderick Murchison gibi jeologlar, 19. yüzyılın ilk yarısı boyunca Avrupa ve doğu Kuzey Amerika'daki kayalıklarda, hükümet tarafından finanse edilen haritalama projelerine zemin hazırlayan yeni bir teknik uyguladı.

19. yüzyılın ortalarında, jeolojinin odağı, açıklama ve sınıflamadan, Dünya yüzeyinin nasıl değiştiğini anlama girişimlerine kaydı. Depremler ve yanardağların ilk modern teorileri gibi dağ yapılarının ilk kapsamlı teorileri de bu dönemde önerildi. Louis Agassiz ve diğerleri kıtaları kaplayan buzul çağı gerçeğini ortaya çıkardı ve Andrew Crombie Ramsay gibi "fluvialists"ler akarsu vadilerinin milyonlarca yıldır onlardan akan nehirler tarafından oluştuğunu savundu. 20. yüzyıldan itibaren, Radyoaktivitenin keşfinden sonra radyometrik tarihlendirme yöntemleri geliştirildi. Alfred Wegener'in "kıtasal sürüklenme" teorisi 1910'larda öne sürüldüğünde genellikle kabul görmedi ancak ancak 1950'lerde ve 1960'larda toplanan yeni veriler levha tektoniği teorisine öncü olmuştur. Bu teori, birbirleriyle bağlantısız gibi görülen çok geniş yelpazedeki olaylara birleştirici bir açıklama sağlamıştır. 1970 yılından bu yana, jeolojide birleştirici ilke olarak süregelmektedir.

Levha tektoniği sayesinde kayaların incelenmesinden, Dünya’nın bir gezegen olarak bütün halde incelenmesine olanak tanıyan çalışma alanı doğmuştur. Bu dönüşümün diğer unsurları şunları içerir: Dünyanın iç mekanının jeofizik çalışmaları, jeolojinin "yer bilimlerinden" biri olan meteoroloji ve oşinografiyle gruplanması ve Dünya ile güneş sisteminin diğer kayalık gezegenlerinin kıyaslanması.

Aristarchus of Samos, Güneş’in ve Ay'ın boyutlarını ve mesafelerini nasıl belirleyeceğiniz üzerine çalışma yayınladı ve Eratosthenes bu çalışmayı Dünya'nın büyüklüğünü bulmak için kullandı. Hipparkus daha sonra dünyanın devinimini keşfetti.

19. yüzyılda astronomide ve optik sistemlerdeki ilerlemeler, 1801'de ilk göktaşı gözlemi (1 Ceres) ve 1846'da Neptün'ün keşfedilmesiyle sonuçlandı. 1925'te Cecilia Payne-Gaposchkin, yıldızların çoğunlukla Hidrojen ve Helyumdan oluştuğunu belirledi. Gökbilimci Henry Norris Russell, Dünya ile yıldızların aynı yapıda olduğu yaygın inancından dolayı,Cecilia Payne-Gaposchkin’i bu bulguları doktora tezinde kullanmasından caydırmıştır. Bununla birlikte, dört yıl sonra, 1929'da Henry Norris Russell farklı mantıkla aynı sonuca vardı ve keşif sonunda kabul edildi.

George Gamow, Ralph Alpher ve Robert Herman, evrenin arka plan sıcaklığında Büyük Patlama için bir kanıt bulunması gerektiğini hesapladılar. 1964'te Arno Penzias ve Robert Wilson, bu hipotez için kanıt olan Bell Labs radyoteleskopunda (Holmdel Horn Antenna'da) 3 Kelvin arka plan hiss keşfetti ve evrenin yaşını belirlememize yardımcı olan bazı sonuçların temelini oluşturdu.
Supernova SN1987A, Dünya üzerindeki gökbilimciler tarafından hem görsel olarak hem de, nötrino astronomisi için bir zafer olarak, Kamiokande'deki güneş nötrino dedektörleri tarafından gözlemlendi.
Fakat güneş nötrino akışı teorik olarak beklenen değerin bir kısmıydı. Bu uyumsuzluk parçacık fiziği için standart modelde bazı değerlerde değişiklik yapmaya zorladı.

William Harvey, omurgalı dolaşım sistemleri hakkındaki kapsamlı çalışmalarının sonuçlarına dayanan Dee Motu Cordis'i 1628'de yayınladı. Kalp, atardamar ve toplardamarların kan dolaşımındaki merkezi rolünü tespit etti ve Galen'in daha önce var olan ısıtma ve soğutma işlevleri hakkındaki görüşlerini doğrulayacak herhangi bir bulguya ulaşamadı.

İngiliz Kraliyet Cemiyeti, Antonie van Leeuwenhoek'ten bir mektup aldı ve bilim adamı’nın kendi hazırlanmış oduğu özel merceklerle yaptığı, mikroskobik organizmalar hakkındaki gözlemlerini 1673'de yayınladı.
1847'de Macar hekim Ignác Fülöp Semmelweis, doktorların doğuma katılmadan önce ellerini yıkamalarını zorunlu tutarak, doğum ateşini ciddi bir şekilde azalttı. Bu keşif, bakterilerin hastalık yapıcı etkisi teorisini öngörüyordu. Bununla birlikte, Semmelweis'in bulguları çağdaşları tarafından kabul görmedi ve 1865 yılında antisepsi ilkelerini kanıtlayan İngiliz cerrah Joseph Lister'in keşifleriyle başladı. Lister'in çalışması, Fransız biyolog Louis Pasteur'un önemli bulgularına dayanıyordu. Pasteur tıp’da devrim yaratan mikroorganizmalar ile hastalık arasındaki bağlantıyı kurabilmişti. Ayrıca 1880’e tıpdaki en önemli koruyucu yöntmlerden biri olan kuduz aşısını üretti. Bunların yanında Pasteur, süt ve diğer gıdalar yoluyla hastalığın yayılmasını önlemeye yardımcı olmak için pastörizasyon sürecini keşfetti.

Belki de tüm bilimlerin en belirgin, tartışmalı ve geniş kapsamlı teorisi, İngiliz doğa bilimci Charles Darwin'in 1859'da Türlerin Kökeni Üzerine adlı kitabında ortaya koyduğu doğal seçilimle evrim teorisi olmuştur. Darwin, insan da dahil olmak üzere tüm canlıların özelliklerinin uzun süren doğal süreçlerle şekillendiğini ileri sürdü. Evrim teorisi şu andaki haliyle biyolojinin hemen hemen tüm alanlarını etkiler. Evrimin saf bilimin dışındaki alanlara etkisi,toplumun farklı kesimlerinden gelen hem desteğe hem de muhalefete yol açtı ve “insanın evrendeki yeri” hakkındaki anlayışı derinden etkiledi. 20. yüzyılın başlarında kalıtım çalışması, keşiş Moravian Gregor Mendel'in 1866 yılında geliştirdiği miras yasalarının 1900 yılında yeniden keşfinden sonra önemli bir araştırma haline geldi. Mendel'in kanunları, hem bilimsel hem de endüstriyel araştırmalar için önemli bir araştırma alanı olan genetik çalışma alanının başlangıcını sağlamıştır. 1953 yılına gelindiğinde James D. Watson, Francis Crick ve Maurice, yaşamın tüm biçimlerinin ifade edilmesi için genetik madde olan, DNA’nın temel yapısını açıkça ortaya koydu. 20. yüzyılın sonlarında, genetik mühendisliğinin imkânları ilk kez hayata geçirildi ve 1990'da tüm insan genomunu haritalamak için büyük bir uluslararası çalışma başlatıldı (İnsan Genom Projesi).

19. yüzyılın sonu ve 20. yüzyılın başlarında Ekoloji disiplini, tipik olarak, kökenini Darwin’in evriminin ve Humboldt biyocoğrafyasının sentezine kadar izler. Bununla birlikte, ekolojinin yükselişinde aynı derecede önemli olan mikroprobiyoloji ve toprak bilimi, özellikle de Louis Pasteur ve Ferdinand Cohn'da göze çarpan yaşam kavramı döngüsü idi. Ekoloji kelimesi, özellikle doğayı (özellikle Darwin'in teorisi) bütünsel olarak düşünen ekojik düşünce fikrinin sahibi Ernst Haeckel tarafından ortaya atıldı. 1930'larda Arthur Tansley ve diğerleri, deneysel toprak bilimi ile fizyolojik enerji kavramlarını ve saha biyolojisi tekniklerini birleştiren ekosistem ekolojisi alanını geliştirmeye başladılar. 20. yüzyılda ekoloji tarihi çevrecilik ile yakından bağlantılıdır. İlk kez 1960'larda formüle edilen ve 1970'lerde yaygınlaşan Gaia hipotezi, son zamanlarda Derin Ekolojinin bilimsel-dinsel hareketi birbirine daha yakın hale getirdi.

Fiziksel bilimlerde bilimsel metodun başarılı bir şekilde kullanılması, aynı metodolojinin birçok alanda insan çabalarını daha iyi anlayacak şekilde uyarlanmasını sağladı. Bu çabadan sosyal bilimler gelişti.

Siyaset bilimi, sosyal bilimler açısından geç gelmiştir. Bununla birlikte, bu disiplinin; ahlak felsefesi, siyasi felsefe, siyasi ekonomi, tarih ve diğer alanların kuralcı belirmeler ışığında nasıl olması gerektiğinin belirlenmesi ve ideal hükümet biçiminin özelliklerinin ve işlevlerinin çıkarılması gibi net öncelikleri vardır. Politikanın kökenleri tarih öncesi döneme dayanır. Her tarihi dönemde ve hemen hemen her coğrafik alanda, siyaset üzerine çalışan ve siyasi anlayışı geliştiren birilerini bulabiliriz.

Batı kültüründe, ilk siyaset araştırması Antik Yunan'da bulunur. Avrupa siyasetinin köklerinin geçmişe yönelik izleri, Plato ve Aristo’dan bile önce, özellikle Homeros, Hesiod, Thucydides, Xenophon ve Euripides'in eserlerinde görülür. Daha sonradan Plato siyasi sistemleri analiz etti.Bu analizleri, daha edebi ve tarih odaklı çalışmalarından özetledi ve felsefeye daha yakın olarak,anlayabileceğimiz bir yaklaşım uyguladı. Benzer şekilde, Aristo, Plato'nun analizindeki tarihi deneysel kanıtları da içerecek şekilde analizini yaptı.

Geleneksel olarak Chāṇakya (M.Ö. 350–283) ile birlikte tanımlanan Kautilya Kautilya ve Viṣhṇugupta tarafından yazılmış olan eski bir Hint tezi, devletçilik, ekonomi, siyaset ve askeri strateji üzerine yazılmıştır. Bu tezde, halkın, kralın, devletin, hükümet görevlilerinin, saray mensuplarının, düşmanlarının, işgalcilerin ve kurumların davranışları ve ilişkileri analiz edilmiş ve belgelendirilmiştir. Roger Boesche, Arthaśāstra'yı "siyasi gerçekçilik kitabı, politik dünyayı nasıl işlediğini analiz eden bir kitap ve genellikle nasıl çalışması gerektiğini söylemeyen bir kitap" olarak tanımlıyor. Bu kitap genellikle krala,devleti yönetmek ve ortak çıkarları korumak için nasıl önlemler alması gerktiğini sık sık açıklayan kitap olarak da bilinir.

Roma hükümdarlığı sırasında, Julius Caesar, Cicero ve diğerleri gibi devlet adamları bize cumhuriyet ve Roma imparatorluğu ve savaş politikaları hakkında örnekler sunarken, Polybius, Livy ve Plutarch gibi ünlü tarihçiler de Roma Cumhuriyeti’nin yükselişini,diğer ulusların örgütlenmelerini ve tarihlerini belgeledi. Bu çağdaki siyaset çalışması, tarih anlayışı, yönetim yöntemlerinibi anlama ve hükümetlerin işleyişini tanımlamaya odaklanmıştır.
Batı Roma İmparatorluğunun çöküşüyle siyasi araştırmalar için daha yaygın bir alan ortaya çıktı. Özellikle Batı geleneğinde tek tanrılığın yükselişiyle, Hristiyanlık, siyaset ve siyasi eylem için yeni bir alan ortaya çıkarmıştır. Ortaçağ boyunca, kilise ve mahkemelerde siyaset araştırması yaygınlaştı. Augustine of Hippo'nun yazdığı, Tanrı'nın Şehri gibi eserler, mevcut felsefeleri ve siyasi gelenekleri Hristiyanlığınkilerle sentezledi, din ile siyaset arasındaki sınırları yeniden tanımladı. Kilise ve Devlet arasındaki ilişkiyi çevreleyen siyasi soruların çoğu bu dönemde tartışmaya açıldı ve netleşti.

Ortadoğu’da ve daha sonra İslami bölge