达芬奇在绘画中运用了以下科学原理：
1、绘画首先从点开始，其次是线，再次是面，最后是由面规定着的形体。物体的描画，就此为止。事实上绘画不能越出面之外，而正是依靠面以表现可见物体的形状。
2、物体的阴影，物体靠此阴影表现。依据阴影的原理，阴影使画面具备雕塑一样的凹凸感。科学的、真实的绘画原则首先规定什么是有影物体，什么是原生阴影，什么是派生阴影以及什么是亮光。也就是说，不须动手，单凭思维就足以理解明亮、阴暗、色彩、体量、形状、位置，远近和运动、静止等原则。
达芬奇认为：一门真科学必须具备两个条件：一是以感性经验为基础。另一个是能象数学一样严密论证。
达芬奇将绘画和音乐、诗歌、几何、天文等“自由艺术”逐一比较，证明绘画绝不是什么“机械的手工劳动”，而是一门科学，是自然的合法的儿子。
绘画以最高贵的感觉——视觉为基础。视觉能最敏捷最准确地将外界的形象传给人的知觉，所以是最有用的科学。透视学、明暗学是应绘画的需要而产生的学问，能够象数学一样严密论证。
绘画科学高于数学，后者只研究数量和大小，不关心自然界的美，绘画则能够将自然界中转瞬即逝的美生动地保存下来。
