В «Диалектике природы» Энгельс на обширном материале истории естествознания, особенно — периода от эпохи Возрождения до середины XIX века, показал, что развитие естествознания обусловлено в конечном счете потребностями практики, производства. Впервые в истории марксизма Энгельс всесторонне исследовал здесь вопрос о взаимоотношении философии и естествознания, выявил их неразрывную связь и доказал, что «в естествознании, благодаря его собственному развитию, метафизическая концепция стала невозможной», что «возврат к диалектике совершается бессознательно, поэтому противоречиво и медленно», что диалектика, освобожденная от гегелевского мистицизма, «становится абсолютной необходимостью для естествознания» (там же, стр. 343, 520), и поставил перед естественниками задачу сознательно овладеть диалектическим методом.
Энгельс развивает основные положения диалектического материализма о материи и движении, пространстве и времени; конкретизирует определение диалектики, формулирует три основных закона диалектики и показывает, что «диалектические законы являются действительными законами развития природы и, значит, имеют силу также и для теоретического естествознания» (там же, стр. 385).
Стержневой идеей «Диалектики природы» является классификация форм движения материи и соответственно этому классификация наук, изучающих эти формы движения. Низшая форма движения — это простое перемещение, высшая — мышление. Основные формы, изучаемые естественными науками: механическое, физическое, химическое и биологическое движение. Каждая низшая форма движения переходит посредством диалектического скачка в высшую форму. Каждая высшая форма движения содержит в себе как подчиненный момент низшую форму, но не сводится к ней. На основе этого учения о формах движения материи Энгельс строит диалектико-материалистическую классификацию естественных наук, где каждая из наук «анализирует отдельную форму движения или ряд связанных между собой и переходящих друг в друга форм движения» (там же, стр. 564).
Опираясь на эту стержневую идею, Энгельс последовательно рассматривает диалектическое содержание математики, механики, физики, химии, биологии. При этом в математике он выделяет проблему кажущейся априорности математических абстракций, в астрономии — проблему происхождения и развития солнечной системы, в физике — учение о превращении энергии, в химии — проблему атомистики, в биологии — проблему происхождения и сущности жизни, клеточную теорию, дарвинизм. Переход от естествознания к истории общества образует разработанная здесь Энгельсом трудовая теория происхождения человека.
