牛頓在科學上的巨大成就連同他的樸素的唯物主義哲學觀點和一套初具規模的物理學方法論體系,給物理學及整個自然科學的發展,給18世紀的工業革命、社會經濟變革及機械唯物論思潮的發展以巨大影響.這裡只簡略勾畫一些輪廓.

　　牛頓的哲學觀點與他在力學上的奠基性成就是分不開的,一切自然現象他都力圖力學觀點加以解釋,這就形成了牛頓哲學上的自發的唯物主義,同時也導致了機械論的盛行.事實上,牛頓把一切化學、熱、電等現象都看作“與吸引或排斥力有關的事物”.例如他最早闡述了化學親和力,把化學置換反應描述為兩種吸引作用的相互競爭；認為“透過運動或發酵而發熱”；火 藥{ 爆} 炸也是硫磺、炭等粒子相互猛烈撞擊、分解、放熱、膨脹的過程,等等.

　　這種機械觀,即把一切的物質運動形式都歸為機械運動的觀點,把解釋機械運動問題所必需的絕對時空觀、原子論、由初始條件可以決定以後任何時刻運動狀態的機械決定論、事物發展的因果律等等,作為整個物理學的通用思考模式.可以認為,牛頓是開始比較完整地建立物理因果關係體系的第一人,而因果關係正是經典物理學的基石.

　　牛頓在科學方法論上的貢獻正如他在物理學特別是力學中的貢獻一樣,不只是創立了某一種或兩種新方法,而是形成了一套研究事物的方法論體系,提出了幾條方法論原理.在牛頓《原理》一書中集中體現了以下幾種科學方法：

　　①實驗──理論──應用的方法.牛頓在《原理》序言中說：“哲學的全部任務看來就在於從各種運動現象來研究各種自然之力,而後用這些方去論證其他的現象.”科學史家I.B.Cohen正確地指出,牛頓“主要是將實際世界與其簡化數學表示反覆加以比較”.牛頓是從事實驗和歸納實際材料的巨匠,也是將其理論應用於天體、流體、引力等實際問題的能手.

　　②分析──綜合方法.分析是從整體到部分（如微分、原子觀點）,綜合是從部分到整體（如積分,也包括天與地的綜合、三條運動定律的建立等）.牛頓在《原理》中說過：“在自然科學裡,應該像在數學裡一樣,在研究困難的事物時,總是應當先用分析的方法,然後才用綜合的方法…….一般地說,從結果到原因,從特殊原因到普遍原因,一直論證到最普遍的原因為止,這就是分析的方法；而綜合的方法則假定原因已找到,並且已經把它們定為原理,再用這些原理去解釋由它們發生的現象,並證明這些解釋的正確性”.

　　③歸納──演繹方法.上述分析一綜合法與歸納一演繹法是相互結合的.牛頓從觀察和實驗出發.“用歸納法去從中作出普通的結論”,即得到概念和規律,然後用演繹法推演出種種結論,再透過實驗加以檢驗、解釋和預測,這些預言的大部分都在後來得到證實.當時牛頓表述的定律他稱為公理,即表明由歸納法得出的普遍結論,又可用演繹法去推演出其他結論.

　　④物理──數學方法.牛頓將物理學範圍中的概念和定律都“儘量用數學演出”.愛因斯坦說：“牛頓才第一個成功地找到了一個用公式清楚表述的基礎,從這個基礎出發他用數學的思維,邏輯地、定量地演繹出範圍很廣的現象並且同經驗相符合”,“只有微分定律的形式才能完全滿足近代物理學家對因果性的要求,微分定律的明晰概念是牛頓最偉大的理智成就之一”.牛頓把他的書稱為《自然哲學的數學原理》正好說明這一點.

　　牛頓的方法論原理集中表述在《原理》第三篇“哲學中的推理法則”中的四條法則中,此處不再轉引.概括起來,可以稱之為簡單性原理（法則1）,因果性原理（法則2）,普遍性原理（法則3）,否證法原理（法則4,無反例證明者即成立）.有人還主張把牛頓在下一段話的思想稱之為結構性原理：“自然哲學的目的在於發現自然界的結構的作用,並且儘可能把它們歸結為一些普遍的法規和一般的定律──用觀察和實驗來建立這些法則,從而匯出事物的原因和結果”.

　　牛頓的哲學思想和方法論體系被愛因斯坦贊為“理論物理學領域中每一工作者的綱領”.這是一個指引著一代一代科學工作者前進的開放的綱領.但牛頓的哲學思想和方法論不可避免地有著明顯的時代侷限性和不徹底性,這是科學處於幼年時代的最高成就.牛頓當時只對物質最簡單的機械運動作了初步系統研究,並且把時空、物質絕對化,企圖把粒子說外推到一切領域（如連他自己也不能解釋他所發現的“牛頓環”）,這些都是他的致命傷.牛頓在看到事物的“第一原因”“不一定是機械的”時,提出了“這些事情都是這樣地井井有條……是否好像有一位……無所不在的上帝”的問題,（《光學》,疑問29）,並長期轉到神學的“科學”研究中,費了大量精力.但是,牛頓的歷史侷限性和他的歷史成就一樣,都是啟迪後人不斷前進的教材.

牛頓提出了一個假設實驗：在高山之巔放射炮彈，炮力不足，炮彈飛了一陣便以弧形曲線下落地面。假如炮力足夠大，炮彈將繞地球面周行，這是向心力的表演。在“公理或運動的定律”部分，牛頓了提出並論述了“運動的定律”，也就是牛頓三大定律。

其中第一定律，也叫慣性定律：“每個物體繼續保持其靜止或沿一直線作等速運動的狀態，除非有力加於其上，迫使它改變這種狀態。”第二定律為：“運動的改變和所加的動力成正比，並且發生在所加的力的那個直線方向上。”

第三定律，也叫作用和反作用定律：“每一個作用總是有一個相等的反作用和它對抗；或者說，兩物體彼此之間的相互作用永遠相等，並且各自指向其對方。”牛頓的運動定律，是他對物理學的一項貢獻。