Le contenu et la classification des sciences ont beaucoup évolué depuis le , période où le romantisme réécrit positivement ou négativement les sciences.
Moyen Âge est un mot inventé au et à l'époque le moteur économique principal est la construction de bâtiments et leur ameublement pourtant issus de l'Histoire et de la culture dans lesquelles les sciences et la philosophie se sont développées (la période médiévale pour l'Occident).
Le Moyen Âge est volontiers présenté comme une longue parenthèse de mille ans entre l'Antiquité et la Renaissance associé à l'obscurantisme. Elle a en fait vu l'apparition de nombreuses innovations scientifiques et techniques. La science du Moyen Âge comprend les disciplines pratiques, les sciences mathématiques et la philosophie naturelle, encore appelée philosophie première, dans le vocabulaire du Moyen Âge.
Bien que cette période s'apparente généralement à l'histoire européenne, les avancées technologiques du monde oriental (civilisation arabo-musulmane) sont également influentes.
D'autre part, la période couverte (512 à 1492) recoupe la période décrite pour la Renaissance. Ceci est dû au fait que, artistiquement, scientifiquement, et techniquement, l'Italie n'avait pas connu le gothique ingénieux réformateur comme en France et était restée fondamentalement sur la voûte en berceau de l'Art roman. La Renaissance des valeurs Antiques y avait un siècle d'avance sur le reste de l'Europe, et particulièrement sur la France (voir Trecento et Quattrocento).
Monde du Moyen Âge
L'Occident (partie sud de l'Europe de l'Ouest jusqu'à la Gaule et l'Angleterre) est entré dans le Moyen Âge à la fin du avec de grosses difficultés, liées aux invasions barbares et à l'effondrement de l'ancien Empire romain d'Occident. Ces événements ont affecté les productions intellectuelles du continent de façon dramatique. Une grande partie des traités scientifiques de l'Antiquité (surtout en grec ancien) étaient indisponibles et il n'y avait que des compilations et des résumés qui étaient souvent dénaturés par des grattages de manuscrits ou des traductions ne cherchant pas l'exactitude du texte originel. Le grattage de manuscrits antiques provenait surtout de la pénurie de parchemin, plutôt que de la malveillance. Il a entraîné une certaine perte de documents de l'antiquité. Les incendies de la Bibliothèque d'Alexandrie y furent aussi pour beaucoup. Beaucoup de gens étaient en désaccord.
Depuis une trentaine d'années, les historiens se sont penchés avec plus d'intérêt et d'attention sur la construction du savoir médiéval. Les études des médiévistes depuis quelques décennies ont permis d'étudier sous un éclairage nouveau comment le savoir médiéval s'est structuré, au contact des autres civilisations : notamment les civilisations grecque médiévale et arabo-musulmane.
Il faut d'abord souligner le rôle d'Isidore de Séville dans la conservation du patrimoine intellectuel issu de l'Antiquité. Ce savant constitua une bibliothèque importante pour son époque, qui permit de conserver les manuscrits en latin les plus importants, ainsi que quelques manuscrits en grec ancien, mais dans l'ensemble, le savoir de l'antiquité grecque était presque totalement perdu, hormis la philosophie de Platon. D'autre part, il faut prendre en considération que la base du savoir du Moyen Âge précoce n'était pas négligeable, bien que très peu partagée dans la société : les arts libéraux contenaient à la fois le trivium (disciplines littéraires) et le quadrivium (disciplines scientifiques).
Parallèlement, le monachisme s'est fortement développé dans les îles britanniques et particulièrement en Irlande et en Northumbrie. Bède le Vénérable développa en particulier le comput et la grammaire, mais rejeta les arts libéraux, notamment la rhétorique et la dialectique, instruments des hérétiques.
L'empire carolingien, large territoire sécurisé, permit de mettre en commun les connaissances des érudits du royaume wisigoth fuyant l'invasion musulmane, les Britanniques fuyant les Vikings et les artistes byzantins fuyant l'iconoclasme. La diffusion de ces connaissances fut rendue possible par l'unification de la langue (latin classique) et de l'écriture (minuscule caroline) et en fondant des écoles monastiques sur le modèle britannique. Il en résulta la renaissance carolingienne, dont l'effet se prolongea au-delà de la dissolution de l'Empire. vignette|Calendrier, vers 1400. Le renouveau culturel et technique put reprendre à partir du grâce à la restauration d'États puissants et structurés en Europe. Des ordres religieux puissants tels que celui de Cluny poussèrent à cette restructuration politique. Ils transmirent aussi au reste de l'Europe tout le savoir acquis au contact de la civilisation musulmane dans les États de la marche espagnole dès le . Les Ottoniens reprirent quant à eux l'initiative politique de l'époque carolingienne : c'est la renaissance ottonienne.
Cet élan culturel et technique connut son apogée au ; l'Occident trouva un intérêt accru pour les sciences, dont le développement fut relancé. La science se développa à l'âge d'or de la scolastique, qui préconisait un système cohérent de pensée que nous appellerions aujourd'hui empirisme, bien que ce mot soit anachronique dans le contexte qui nous occupe. Ce système de pensée percevait la nature comme un ensemble cohérent de phénomènes (voir pragmata), que nous appellerions aujourd'hui « lois ». Là aussi, le terme de loi est anachronique, car, à l'époque de la naissance des premières grandes universités d'Occident, le mot "loi" avait une signification exclusivement juridique, alors qu'aujourd'hui il peut prendre un sens scientifique (la loi de la gravitation, les lois de Kepler, les lois de Maxwell,...). Le droit était en effet l'une des disciplines reines à cette époque.
Dans l'époque que l'on appelle quelquefois Moyen Âge tardif (les appellations sont diverses) qui s'étend du , on prit conscience du retard accumulé en Occident par rapport à la civilisation arabo-musulmane, alors en plein développement. Il importe de distinguer le haut Moyen Âge du bas Moyen Âge, car leurs caractéristiques culturelles sont très différentes, surtout à partir du qui vit s'amorcer une véritable Renaissance. On réalisa en Occident le retard accumulé par rapport aux civilisations byzantine et arabe, et on chercha davantage à expliquer les phénomènes grâce à la raison. Toutefois, cette forme de raison, articulée autour de la logique, était plus intuitive que la conception contemporaine de la logique (logique mathématique). Les hommes du Moyen Âge percevaient le monde avec une certaine vision, dans laquelle la métaphysique, l'éthique, le droit, etc. formaient la structure globale du savoir. vignette|Portrait de dominicains (Hugues de Saint-Cher, Ugo di Saint-Cher), fresque de 1352 dans l'église de San Nicolo à Trévise, par Tommaso da Modena. Les scientifiques de l'époque médiévale ont cherché des explications sur les phénomènes de l'univers et ont accompli d'importantes avancées dans de nombreux domaines tels que la méthodologie scientifique ou la physique. Mais ces avancées furent subitement interrompues par la peste noire.
Aussi, et surtout, le stéréotype du Moyen Âge (particulièrement dans la France marquée par la culture cartésienne), associe cette période à un âge sombre, sans percevoir plusieurs éléments tout à fait fondamentaux : Cette période très longue s'articule en plusieurs phases très distinctes les unes des autres, Voir le découpage dans Moyen Âge. Il y eut des échanges culturels, qui eux aussi sont masqués par le stéréotype des croisades, Voir les civilisations byzantine et arabe, et Moyen Âge.
Moyen Âge précoce (512–768)
L'empire romain d'Occident, bien qu'uni par le latin, contenait tout de même un grand nombre de cultures différentes qui ne correspondaient pas complètement à la culture romaine.
Au , Boèce (vers 480, 524) a surtout transmis la philosophie et la logique grecques au monde latin. Par ses traductions et ses traités sur la logique, l’arithmétique et la musique, il a servi de relais essentiel pour Aristote, Porphyre et une partie du savoir scientifique antique.
Fanée par les migrations, par les invasions barbares et par la destruction politique de Rome au , et isolée du reste du monde par la diffusion de l'Islam au , l'Europe de l'Ouest, passée de l'Imperium au Barbaricum, est devenue une campagne, partiellement en friche, habitée par des populations rurales et dominée des peuples semi-nomades, en majorité germaniques. L'instabilité politique et la chute de la vie urbaine eurent un impact très négatif sur la vie culturelle de cette partie du continent. L'Église était la seule institution survivante de l'Empire : elle a maintenu ce qui restait de force intellectuelle, particulièrement par le biais du monachisme. Après la chute de Rome, les Germains ne se sont pas nécessairement intéressés à la culture antique, mais ils ne l'ont pas détruite. Les Romains sentant l'effondrement arriver, regroupèrent leurs connaissances dans des bibliothèques. Le roi Ostrogoth Théodoric le Grand, qui s’installa à Ravenne, fut conseillé par des lettrés latins tels que Boèce ou Cassiodore, tandis que les grandes universités furent maintenues en activité, permettant aux futurs pères fondateurs du Moyen Âge d’exercer leur influence. La bibliothèque de Vivarium créée par Cassiodore au permit de conserver des centaines d'ouvrages antiques (dont Sophocle, Théodoret ou SozomèneLa culture monastique des origines au , Encyclopédie de la Langue Française ).
Les intellectuels de ces premiers siècles du Moyen Âge étaient presque toujours des clercs pour lesquels l'étude de la nature n'était qu'une petite partie de leur instruction. Ces intellectuels vivaient dans une atmosphère qui n'apportait qu'un support relatif pour l'étude de phénomènes naturels. L'étude de la nature était poursuivie plus pour des raisons pratiques (comme la médecine, l'astronomie, etc.) qu'abstraites. Un autre aspect curieux de la science à cette période, pour des lecteurs modernes, est que la signification symbolique des phénomènes naturels était traitée parfois à côté des détails techniques dans un même ouvrage. La plupart des œuvres scientifiques se sont basées sur des informations glanées de sources datant de l'Antiquité. Ces sources sont souvent incomplètes et posent de sérieux problèmes d'interprétation. Cette période d'avancées scientifiques limitées s'étend d'environ 476 à environ 750 et est appelée l'âge sombre dans la culture populaire. vignette|Lettrines historiées HIS, tirées d'un manuscrit enluminé de l'Histoire ecclésiastique du peuple anglais de Bède le vénérable (vers 746).