本书是一部反映西方文化史与科学史之间互动关系的通史，探讨了自古至今科学和科学思想的沿革，科学中的人，主要学科中的基本概念和模型，以及支持科学发展的哲学思想等，时间跨度自古代世界、中世纪科学、科学革命和20世纪科学，涉及科学、历史、哲学、物理学和工程学。作者采用的是生动的叙述风格文体。

前言
导论
第一部分 发端：古代科学
第一章 人、诸神和宇宙
第二章 点亮理性之光：古希腊
第三章 万物的元素：数与理念
第四章 第一位科学家：亚里士多德
第五章 缪斯的殿堂：亚里士多德之后的科学
第六章 从希腊文化到拉丁文化：罗马时代的科学
第二部分 理性与信仰：中世纪
第七章 雅典与耶路撒冷：异教科学与基督教
第八章 宇宙花园：伊斯兰科学与十二世纪文艺复兴
第九章 哲学家的错误
第十章 门与钥匙：经验主义、数学和实验
第十一章 中世纪的怀疑论者
间奏曲：小鸡与科学方法
第三部分 科学革命
第十二章 文艺复兴：“人们能够做他想做的一切事情……”
第十三章 地球在旋转！
第十四章 从巫术到机械论
第十五章 大自然的语言：伽利略
第十六章 “如此令人惊赞的一致”
第十七章 怀疑派化学家
第十八章 乐观主义抑或园圃耕作？
第四部分 生命本身
第十九章 黑暗的时间深渊
第二十章 杂乱无章的定律
第二十一章 十九世纪的进步：生命和物质
第二十二章 十九世纪的进步：经典物理学
第五部分 第二次革命及以后
第二十三章 奇妙的新世界：相对论
第二十四章 h的故事
第二十五章 过去和将来之事：宇宙学
第二十六章 生命的秘密
尾声 “人性的，太人性的”
索引