"(...) Bóg na początku uformował materię w postaci twardych,
masywnych, nieprzenikliwych, ruchomych cząstek. (...)
I te pierwotne cząstki są ciałami (...) tak twardymi,
że nigdy nie ulegają zużyciu ani nie rozpadają się (...)"
Isaak Newton

Leonardo da Vinci żyjący w latach 1452-1518 jako pierwszy starał się dzięki doświadczeniom lepiej zrozumie właściwości materii - zjawisko tarcia, przemiany wody w lód itp.

Galileusz Galileo Galilei, żyjący w latach 1564-1642 to naukowiec, który stworzył podstawy eksperymentalnego badania przyrody. Był on między innymi atomistą - dzięki niemu odżyły idee Demokryta. Uważał, że materia i światło składają się z punktowych cząsteczek. Wyobrażał sobie, że świat zbudowany jest z niezliczonej ilości atomów oddzielonych od siebie niezliczoną ilością próżni. W swojej pracy "Dialog o dwu najważniejszych układach świata" Galileusz zawarł między innymi podsumowanie swojego poglądu atomistycznego. Według niektórych historyków nauki w dziele tym opisał atom jako twór niepodzielny, jednak nie mający kształtu, pozbawiony w ogóle wymiarów i stającego się w matematycznym ujęciu abstrakcyjnym punktem. Przeczyło przez to twierdzeniu Demokryta, jakoby podstawowe cząstki miały różne kształty. Galileusz był pierwszym naukowcem w tak szerokim zakresie stosującym metody doświadczalne w procesie poznawania świata. Niestety eksperymenty nie mogły mu w wystarczającym zakresie dopomóc w czasie rozważań nad mikroświatem. Wszystko do czego doszedł na tym polu zawdzięczał doświadczeniom umysłowym i logicznym rozważaniom.

Evangelista Torricelli, żyjący w latach 1608-1647 - wybitny uczeń Galileusza analizując zagadnienia związane z pompowaniem wody i przeprowadzając doświadczenia zastępując wodę rtęcią udowodnił występowanie próżni.

Robert Boyle, żyjący w latach 1627-1691 był kolejnym wielkim naukowcem XVII wieku. Przeprowadzał on liczne doświadczenia. Badał zjawisko oporu powietrza , jego ciśnienie i zmiany objętości w czasie zmieniania jego ciśnienia. Odkrył prawo zależności tych dwu wielkości znane pod nazwą prawa Boyle'a i Mariotte'a (prawo to mimo że doświadczalnie odkryte przez Boyle'a zostało sformułowane później przez Mariotte'a). Doświadczenia z ciśnieniem były wskazówką dla późniejszych naukowców zajmujących się badaniem struktury powietrza. Świadczyły one o tym, iż składa się ono z oddzielnych, poruszających się atomów pozostających w znacznej odległości od siebie. Dzięki takiej strukturze powietrze może w znacznym stopniu zmieniać swoją objętość. Ciśnienie, które badał Boyle jest spowodowane ruchem cząsteczek, które zderzają się z innymi przedmiotami działając na nie pewną siła. Gdy zmniejsza się objętość powietrza liczba zderzeń przypadających na jeden centymetr kwadratowy wzrasta (co pokazały późniejsze badania Bernoulliego). Tą zależność odkrył właśnie Boyle na drodze doświadczenia. Boyle miał także wiele innych osiągnięć na polu badań struktury mikroświata. Zaprzeczył powszechnie uznanemu twierdzeniu, że w skład wszystkich, także i żywych, ciał wchodzi rtęć (wyhodował łodygę fasoli w naczyniu z czystą wodą). Szukał podstawowych składników materii. W tym celu starał rozłożyć różne substancje na ciała prostsze. Gdy jakaś substancja nie dała się dalej rozkładać nazywał ją "ciałem prostym". Wszystkie inne rzeczy miały się właśnie składać z tych "ciał prostych". Dawne cztery pierwiastki Arystoteles zostały przez Boyle'a zastąpione "ciałami prostymi", których liczby nikt nie znał. Z powodu takiego skomplikowania wizji świata większość uczonych tej epoki stała w opozycji do jego tez. Innym twierdzeniem Boyle'a było uznanie istnienia nieuchwytnej substancji ognistej - "materii ognistej". Substancja ta miała w czasie spalania ulatywać w postaci ognia. Jej obecność miał się także przejawiać w postaci rdzy i śniedzi.

Antonie von Leeuwenhoek, holenderski naukowiec żyjący w latach 1632-1723 w roku 1670 skonstruował pierwszy mikroskop.

Isaak Newton, największy z fizyków XVII wieku żył w latach 1643-1727. Oprócz innych licznych osiągnięć fizycznych, matematycznych i astronomicznych, naukowiec ten zajmował się także badaniem mikroświata. Tak jak wcześniejsi badacze Newton uważał, iż materia jest zbudowana z atomów. Potwierdzeniem ich istnienia miały być jedynie doświadczenia umysłowe. Twierdził, że światło jest także złożone z pewnego rodzaju atomów. Promienie słoneczne miały być właśnie strumieniem takich cząsteczek. Oddziaływanie pomiędzy dwoma ciałami uważał za oddziaływanie pomiędzy poszczególnymi atomami wchodzącymi w ich skład. Wiele uwagi Newton poświęcił zagadnieniu oddziaływania na odległość. Przez długi czas rozważał istnienie eteru, który jako idealny niematerialny ośrodek miał przenikać całą przestrzeń, umożliwiając kontakt pomiędzy dwoma ciałami. Eter jednak musiał być również zbudowany z cząsteczek, co rodziło liczne logiczne sprzeczności.

    Wiek XVII całkowicie zmienił poglądy na strukturę i prawa rządzące Wszechświatem. Dokonano licznych odkryć astronomicznych i osiągnięć na polu matematycznym. Jednak najszybciej rozwijała się fizyka, która wykorzystywała nową matematykę. Odkrycia Newtona stworzyły zupełnie nowy światopogląd, który bez znaczących zmian utrzymał się, aż do początku XX wieku. Również po 1500 latach prawie całkowitego zapomnienia, odżyły atomistyczne koncepcje Demokryta. Udowodniono istnienie próżni (Torricelli). Rozwijano atomistykę. Jednakże cały czas nie zostało ostatecznie stwierdzone czy atom istnieje, czy nie - doświadczenia Boyle'a mogło być tylko pośrednim dowodem. Osiągnięcia atomistów XVII wieku były w większości czysto umysłowe - nie mogli oni przecież zastosować sprzętu badawczego, aby poznać zasady rządzące mikroświatem. Niektórzy (tak jak Boyle) stosowali w pewnym zakresie doświadczenia w celu poznania praw rządzących materią. W okresie tym zaczęto także konstruować przyrządy eksperymentalne dzięki którym nauka mogła poznawać miejsca do tej pory dla niej nie dostępne - na przykład skonstruowanie pierwszego mikroskopu (Leeuwenhoek).