Высокую оценку роли естественных наук дал Маркс, когда в подготовительных работах к «Капиталу», относящихся к 1863 г., он отметил, что естествознание «образует основу всякого знания».
Глубокий интерес к естественным наукам проявляли в равной степени и Маркс, и Энгельс. Но между ними существовало своеобразное разделение труда. Маркс глубже знал математику, а также историю техники и агрохимию; вместе с тем он занимался физикой, химией, биологией, геологией, анатомией и физиологией; в отличие от Энгельса он больше изучал математику и прикладное естествознание. Энгельс глубже знал физику и биологию; вместе с тем он занимался математикой, астрономией, химией, анатомией и физиологией; в отличие от Маркса он больше изучал теоретическое естествознание.
Уже в работах Маркса и Энгельса, относящихся к периоду становления марксизма, т. е. до 1848 г., имеются многочисленные факты, свидетельствующие об их серьезном внимании к развитию и достижениям естествознания и техники. Однако в этот период Маркс и Энгельс еще не приступили к специальным занятиям естественными науками.
Маркс впервые начинает такие занятия в 1851 г., когда он возобновил свои исследования в области политической экономии и с целью углубленного изучения технологии и агрономии стал специально заниматься историей техники и агрохимией. Впоследствии результаты этих занятий были использованы в главе о машинах в I томе «Капитала» и при разработке теории земельной ренты в III томе «Капитала». В 50-х годах начал заниматься отдельными проблемами естественных наук и Энгельс.
Непосредственно приступив к написанию первого варианта будущего «Капитала», Маркс в ходе этой работы пришел к тому выводу, что ему необходимо специально заняться математикой. С 1858 г. начинаются его занятия алгеброй, затем аналитической геометрией, дифференциальным и интегральным исчислением. Впоследствии эти занятия приобретают самостоятельное значение. В это же время Энгельс начинает изучать физику и физиологию с целью использовать достижения этих наук, в частности клеточную теорию и учение о превращении энергии, для дальнейшего развития диалектики. Мощным стимулом в изучении Марксом и Энгельсом естествознания послужило появление в конце 1859 г. основного труда Дарвина. Энгельс прочитал книгу Дарвина в первые же дни после ее появления. Маркс, читая ее в конце 1860 г., в письме Энгельсу дал классическое определение того значения, которое имело для марксизма великое открытие Дарвина: «Эта книга дает естественно-историческую основу нашим взглядам» (К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., 1 изд., т. XXII, стр. 551). В последующие годы круг естественнонаучных интересов Маркса и Энгельса значительно расширяется. Они изучают биологию, анатомию, физиологию, астрономию, физику, химию и другие науки.
Важнейший этап в естественнонаучных занятиях Маркса и Энгельса начался в 1873 г. и продолжался до смерти Маркса в 1883 году. В этот период Маркс и Энгельс, продолжая расширять и углублять свои естественнонаучные исследования, приступают к созданию самостоятельных работ. Маркс создает важнейшую часть своих математических рукописей, в которой он поставил своей задачей дать диалектическое обоснование дифференциального исчисления. Но решающая роль в естественнонаучной области принадлежит в этот период работам Энгельса — его «Диалектике природы».
После смерти Маркса Энгельс уже не имел возможности заниматься естествознанием систематически. Однако в ряде своих работ этого последнего периода он использовал как результаты своих прежних исследований, так и новые данные естествознания.
Таким образом, в то время, когда Энгельс в 1878 г., разделавшись с Дюрингом, приступал к написанию глав «Диалектики природы», он мог уже опираться на многолетний опыт изучения всего комплекса естественных наук.
Задача, которую Энгельс ставил перед собой при работе над «Диалектикой природы», сформулирована в предисловии к второму изданию «Анти-Дюринга»: «Дело шло о том, чтобы и на частностях убедиться в той истине, которая в общем не вызывала у меня никаких сомнений, а именно, что в природе сквозь хаос бесчисленных изменений прокладывают себе путь те же диалектические законы движения, которые и в истории господствуют над кажущейся случайностью событий», «для меня дело могло идти не о том, чтобы внести диалектические законы в природу извне, а о том, чтобы отыскать их в ней и вывести их из нее» (см. настоящий том, стр. 11, 12). Таким образом, задача состояла в том, чтобы вскрыть объективную диалектику в природе, а тем самым обосновать необходимость сознательной материалистической диалектики в естествознании, изгнать из него идеализм, метафизику и агностицизм, а также и вульгарный материализм, дать диалектико-материалистическое обобщение важнейших результатов развития естествознания и тем самым обосновать всеобщность основных законов материалистической диалектики.