大多数科学史家所指的科学革命，起源于1543年。那一年尼古拉斯·哥白尼出版了著作《天体运行论》（De revolutionibus orbium coelestium），安德烈·维萨里出版了《人体构造》（De humani corporis fabrica），以此作为科学革命的标志。

什么是科学革命？本质上是一种人类思维方式的革命。在科学革命过程中，从某一学科的突破中形成的科学思维方式法将迅速向其他学科传播，甚至向广泛的社会生活领域渗透，从而发展成为一种普遍的思维方式，人类的认识能力自此开始，发生了翻天覆地的变化。

科学革命对社会发生的积极影响表现在两个方面。一方面，在新的科学理论的基础上，产生了新的技术，从而使社会生产力发展到一个新的阶段。另一方面，科学革命所孕育的新思想、新思维方式和新的科学精神作为巨大的文化力量，深刻地影响着人的精神生活和社会文化进步。

马克思主义经典作家十分重视科学革命的研究。恩格斯把哥白尼的天文学革命称之为自然科学借以宣布其独立的革命行为，其指出物质生产进步是这次科学革命的基础，并把自然科学革命和社会经历的革命变革联系起来。

1962年，T.S.库恩的《科学革命的结构》一书出版，引发了当代科学哲学和科学社会学对科学革命问题的进一步深入研究。

库恩的科学革命观点是“范式”理论（较早大陆译本译为“规范”，台译本译为“典范”，“范式”是2003年北大出版社的新译中所使用的），这是在科学史上的一次巨大革新，否定了逻辑实证主义的连续积累学说和波普尔“不断革命”的科学观。库恩本人也因“范式”定义始终辨识不清而曾引起巨大争论，在过渡时期的库恩再次界定，把“范式”解释为“科学基质”。库恩的科学革命说虽然是科学史最基本的读物之一，最近也有中国学者论证其重视量变而忽视质变，否认科学革命前后两个“范式”的联系，不过无可争议，库恩的科学革命说绝对是科学史上一次划时代的观念。

有人归纳了科学革命的发展历程，认为第一次科学革命发生于16～17世纪，以哥白尼的“日心说”为代表，初步形成了与中世纪神学与经验哲学完全不同的新兴科学体系，标志着近代科学的诞生。后经开普勒、伽利略，特别是牛顿为代表的一大批科学家的推动，建立了近代自然科学体系。

第二次科学革命发生于19世纪，以化学、物理学、生物学的重大理论突破为内容。能量守恒与转化定律、细胞学说和进化论等成就，被称为19世纪自然科学的三大发现，形成了整个物理学、生物学、心理学等实验科学体系。

第三次是19世纪末到20世纪初，X射线、电子、天然放射性、DNA双螺旋结构等的发现，使人类对物质结构的认识由宏观领域进入微观领域。相对论和量子力学的建立使物理学理论和整个自然科学体系以及自然观、世界观都发生了重大变革，有机化学、分子生物学与基因工程、生物技术、微电子与通讯技术飞速发展，标志着科学发展进入了现代时期。

依据曾邦哲的观点，第四次科学革命是系统科学、新老三论与计算机、人工智能、纳米化学、生物医药等科学的技术集成与方法整合，系统生物科学的诞生开启第四次科学与技术革命，包括系统生物学与系统医学、系统遗传学与系统生物技术、合成生物学与系统生物工程等，将导致的是21世纪的转化医学与生物工业革命，从而形成了完整的实验与系统二维度的科学体系。

笔者认为，所谓四次科学革命，实际上是一次科学革命的四个阶段，是科学观念、科学精神和科学的思维方式在多个学科不断渗透、不断深化、不断演进的历史过程。

因此，科学革命的意义在于改变人们的科学观。而科学观的转变给世界带来了生产力的巨大发展。在科学革命期间，人们认为科学理论是严格地从用观察和实验得来的经验事实中推导出来的。科学是以我们能看到、听到、触到……的东西为基础的。哲学家弗兰西斯·培根和许多同时代人概括了当时这种科学态度，那时他们坚持认为：如果我们要了解自然界，我们就必须向自然界请教，而不是向亚里士多德的著作请教。

十七世纪的进步力量终于认识到，中世纪的自然哲学家迷恋于古代人，特别是亚里士多德的著作，还有以《圣经》等各大宗教经典作为科学知识的源泉是错误的，其不可证伪。他们为“伟大的实验家”如伽利略的成功所激励，愈来愈把经验当作知识的源泉。J．J．戴维斯在他的著作《论科学方法》中写道：“科学是建立在事实上面的建筑物。”H·D·安东尼对伽利略成就的最新评价是这样的：

引起同传统决裂的与其说是伽利略所作的观察和实验，不如说是他对观察和实验的态度。对他来说，基于观察和实验的事实被当作事实来对待，而与某种先人之见无关……观察的事实可能符合也可能不符合人们承认的宇宙图式，在伽利略看来，重要的事情是接受这些事实，并且建立符合这些事实的理论。

自此以后，人类进入到科学时代。但是，我们仍然需要与各种尚未进入这个时代的形形色色的非科学思想，进行坚决的斗争。