اذا لم تجد ما تبحث عنه يمكنك استخدام كلمات أكثر دقة.
اتخذ ليوناردو من الملاحظة نهجًا علميًا؛ فحاول دراسة الظواهر من خلال وصف وتصوير تفاصيلها الدقيقة دون اللجوء للتجربة أو الشروحات النظرية. إلا أن معاصريه من العلماء لم يلقوا بالاً لشخصيته كعالم وما تقدمه هذه الشخصية، لأنه افتقر إلى التعليم الرسمي في اللغة اللاتينية والرياضيات، على الرغم من أنه تعلم اللاتينية ذاتيًا. ودرس الرياضيات على يد لوكا باتشولي في تسعينيات القرن الخامس عشر الميلادي وجهز سلسلة رسومات توضيحية لمضلعات منتظمة تشكل هياكل ومجسمات، بغية نقش هذه الرسومات على رقاقات لاستعمالها في كتابٍ لباتشولي نشر عام 1509 اسمه النسبية الذهبية. وفي الفترة التي عاشها في ميلان، درس الضوء من قمة مونتي روزا. كما أن كتابته العلمية في دفاتره وكراساته تشير إلى بصمته في بدايات علم المستحثاتوهكذا دُعِي بأبي الآثار الأحفورية.
أظهر محتوى يوميات ليوناردو، أنه خطط لسلسة من الأطروحات في شتى المجالات والموضوعات. وقيل بأن أحد هذه الأطروحات كانت أطروحة مترابطة عن علم التشريح، قد أشرف عليها سكرتير الكاردينال لويجي دراغونا في عام 1517. جمع تلميذه ميلزي دراساته عن علم التشريح والضوء والمناظر الطبيعية ونشرها في كتاب بعنوان أطروحة عن الرسم في عام 1651 في فرنسا وإيطاليا بينما نُشِرت في ألمانيا في عام 1724، وتضمنت الأطروحة نقوشًا صنعها الرسام الكلاسيكي نيكولا بوسان بناءً على رسومات ليوناردو. تلك الأطروحة التي نشرت في فرنسا وصلت اثنين وستين طبعة على مدار خمسين سنة، مما جعل "ليوناردو يُرَى كأصلٍ النظرة الفرنسية الأكاديمية للفن"، بحسب دانيال أراس.
على الرغم من اتباع ليوناردو الأساليب العلمية في تجاربه، ظهر تحليل حديث وشامل للعالم فريتيوف كابرا يناقش طبيعة ليوناردو كعالم، ويرى بأنه نوعٌ مختلفٌ من العلماء المعروفين كغاليليو ونيوتن وغيرهم من العلماء الذين تبعوه، ققد طعَّم نظرياته وفرضياته بالفن وخصوصًا الرسم باعتباره رجل عصر النهضة.
بدأ ليوناردو دراسة تشريح جسم الإنسان أثناء تدربه عند أندريا دل فروكيو، إذ كان أندريا يلزم تلاميذه على فهم ومعرفة المجال الذي سيرسمون فيه. وقد أتقن ليوناردو التشريح الطبوغرافي الذي يدرس جسم الإنسان عبر تقسيمه إلى مناطق، وباعتباره رسامًا فقد تمكن من إتقان هذا المجال بسرعة، ورسم العديد من البنى التشريحية كالعضلات والأوتار وغيرها.
أُعطي ليوناردو الإذن لتشريح جثث البشر في مستشفى القديسة مريم الجديد في فلورنسا ولاحقًا في مستشفيات ميلان ورما، وذلك بفضل شهرته كرسام ناجح. وتعاون في دراساته مع الطبيب ماركانتونيو ديلا توري من عام 1510 إلى 1511. رسم ليوناردو أكثر من 240 لوحة مفصلة وكتب أكثر من 13000 كلمة في أطروحة عن علم التشريح. ونُشِر جزء بسيط من المادة التي أعدها ليوناردو في علم التشريح في أطروحة عن الرسم. وبينما كان ميلزي يصنف تلك المادة إلى فصول بهدف نشرها، فحصها عددٌ من خبراء علم التشريح والرسامين من أمثال فازاري وتشيليني وآلبرخت دورر، والذين رسموا عددًا من اللوحات باستخدام لوحات ليوناردو.
شملت رسومات ليوناردو في مجال التشريح العديد من الدراسات للهيل العظمي لجسم الإنسان وأجزائه وللعضلات والأوتار. وقد درس الوظائف الميكانيكية للهيكل العظمي والقوة العضلية التي تتحكم به بما يشابه ما يعرف اليوم بالميكانيكا الحيوية. ورسم القلب والأوعية الدموية والأعضاء التناسلية وغيرها من الأعضاء الداخلية، ورسم أول لوحة علمية لجنين الإنسان في رحم أمه. كانت هذه الرسومات والتدوينات سابقة لعصرها بمراحل ولو نشرت آنذاك لأحدثت مساهمة كبرى في العلوم الطبية.
كما سجل ليوناردو تأثير العمر وعواطف الإنسان وتحديدًا الغضب على وظائفه. ورسم علامات الأمراض وتشوهات الوجه كما تظهر على الأشخاص. وقد درس ورسم تشريح العديد من الحيوانات، فشرّح الأبقار والطيور والقردة والدببة والضفادع، وقدمت رسوماته في هذا السياق مقارنة بين البنية التشريحية لهذه الحيوانات وتشريح الإنسان. بالإضافة إلى عددٍ من الدراسات عن الأحصنة.
ساعدت الوثائق وعمليات التشريح للعضلات والأعصاب والأوعية التي قام بها ليوناردو في وصف وظائف وميكانيكا حركة الجسم. وقد حاول معرفة مصدر عواطف الإنسان والتعابير الصادرة عنه. وخلص إلى أنه من الصعب دمج التصور الحالي لأجهزة الجسم مع نظريات الأخلاط الأربعة، ولكنه في النهاية ترك شروحات وظائف الأعضاء ومحاولة تفسيرها. وسجل في ملاحظاته أن موقع الأخلاط ليس التجويفات الدماغية أو الجهاز البطيني أو القلب أو الكبد، ورأى بأن القلب هو الذي يحدد عمل جهاز الدوران. وكان أول من عرَّف تصلب الشرايين وتليف الكبد. بنى نموذجًا لبطينات الدماغ مستخدمًا الشمع المذاب ونموذجًا زجاجيًا للشريان الأبهر بهدف ملاحظة نمط تدفق الدم عبر الصمام الأبهري باستخدام الماء وبذور الأعشاب. هذه الأعمال في علمي التشريح ووظائف الأعضاء نشرها الطبيب البلجيكي فيزاليوس في كتاب بنية جسم الإنسان في عام 1543.
من أشهر رسومات دا فينشي في علم التشريح: لوحة الرجل الفيتروفي (ح. 1485) التي تُعنى بدراسة نِسَب الجسم البشري. تمثل اللوحة رجلين عاريين في وضع متراكب أحدهما داخل دائرة والآخر داخل مربع. تم الرسم على أساس أبعاد الإنسان المثالي التي وضحها المهندس الروماني فيتروفيو والذي إلى اسمه نسبت اللوحة "الرجل الفيتروفي". اللوحة محفوظة في خزانة الرسومات والمطبوعات في متحف معارض الأكاديمية في مدينة البندقية بإيطاليا، تحت المرجع 228. مثل معظم الأعمال المصممة على الورق، تُعرض للجمهور من حين لآخر فقط، لذلك فهي ليست جزءاً من العرض المعتاد في المتحف. عُرِضت اللوحة مؤخراً في معرض متحف اللوفر لأعمال دا فينشي، في الفترة من 24 أكتوبر 2019 إلى 24 فبراير 2020 كجزء من اتفاقية بين فرنسا وإيطاليا.
برع ليوناردو في الهندسة أيضًا واشتهر كمهندس خلال فترة حياته، مستخدمًا ذات المنهج العقلاني والتحليلي الذي اتبعه في دراسة وتقصي جسم الإنسان وعلم التشريح، فدرس وصمم عددًا مذهلاً من الآلات والأدوات. وأنتج بإتقانٍ لا مثيل له الشكل الأول للرسم التقني الحديث بما فيه تقنية العرض التفصيلي التي توضح الأجزاء والتراكيب الداخلية للآلة بما يحاكي أسلوب الرسم في تشريح جسم الإنسان. شكلت هذه الدراسات والمشاريع الهندسية جزءًا من مخطوطاته وبلغت أكثر من خمسة آلاف صفحةٍ. بلغ علم ليوناردو في الهندسة أن كتب رسالةً في عام 1482 إلى دوق ميلان لودوفيكو سفورزا يخبره بأنه قادرٌ على تصنيع كل أنواع الآلات القادرة على حماية المدينة وحصار المدن. وعندما هرب من ميلان إلى البندقية في عام 1499، عمل كمهندسٍ وبنى نظامًا متحركًا من المتاريس لحماية المدينة أثناء الهجوم عليها. كما صمم مخططًا لتحويل مسار تدفق نهر أرنو في عام 1502 وهو مشروعٌ عمل عليه نيكولو مكيافيلي أيضًا. وتابع بناء تصور عن تخطيط قنوات المياه في سهول لومبارديا في عهد لويس الثاني عشر ونهر اللوار وتفرعاته في عهد فرانسوا الأول. شملت تدوينات ليوناردو الهندسية عددًا كبيرًا من الاختراعات العملية وغير العملية، إذ تضمنت آلاتٍ موسيقية وفارسًا آليًا ومضخات هيدروليكية وآليات المرفق التي تدور بشكل عكسي وقذائف هاون ذات زعانف ومدفع بخاري.
قضى ليوناردو حياته مولعاً بالطيران، فألف فيه الدراسات كمجلد مخطوطات عن تحليق الطيور (حوالي عام 1505)، وخطط للعديد من الآلات الطائرة كالحوامة ذات الأجنحة الخفاقة وآلة برأسٍ دوارٍ. عرضت القناة الرابعة البريطانية فيلمًا وثائقيًا في عام 2003 اسمه آلات حلم ليوناردو؛ يشرح ويبني العديد من تصميمات ليوناردو كالمظلة والقوس المستعرض العملاق. أثبتت بعض هذه التصميمات نجاحها، في حين أن البعض الآخر كان أقل نجاحًا عند اختبارها.
كشف البحث الذي أجراه مارك فان دين برويك عن نماذج أولية قديمة لأكثر من مائةِ اختراع منسوبٍ لليوناردو. يشير التشابه بين شروحات ليوناردو والرسومات من العصور الوسطى واليونان القديمة وروما والإمبراطوريات الصينية والفارسية ومصر إلى أن جزءًا كبيرًا من اختراعات ليوناردو قد صُورت قبل عصره وحياته. ويبقى ابتكار ليوناردو هو الجمع بين الوظائف المختلفة لتلك المسودات الموجودة ووضعها في مشاهد توضح فائدتها. فابتكر شيئًا جديدًا، من خلال إعادة تشكيل الاختراعات التقنية.