Надо сказать, что, хотя рядом с мастером всегда было немало юношей, которых он стремился обучить живописи, ни один из них не стал выдающимся художником. Вазари, характеризуя Леонардо, писал: «В своем великодушии он готов был приютить любого друга, будь он беден или богат, лишь бы только он обладал талантом и доблестью». И в то же время да Винчи был очень скрытным человеком, и о его частной жизни почти ничего не известно. И как это обычно бывает, отсутствие достоверных фактов заменяется домыслами и слухами. Иногда на основе косвенных материалов делались попытки обосновать предположения о гомосексуальных наклонностях художника. Одна из них, самая существенная, была предпринята 3. Фрейдом в его знаменитом эссе «Леонардо да Винчи и его воспоминания о детстве». Но если от теоретических рассуждений обратиться к фактам, то можно заключить, что рядом с художником всегда было немало красивых юношей — слуг, учеников, друзей (что само по себе еще ничего не доказывает). Прямым доказательством могло бы служить обвинение в совершении «безбожных поступков» с 17-летним натурщиком Джокобо Салтарелли, предъявленное Леонардо да Винчи и еще трем ученикам Верроккьо в 1476 г. Но суть происшедшего остается неясной. Доподлинно известно лишь то, что одного из своих учеников, молодого аристократа Франческо Мельци, да Винчи усыновил и сделал своим наследником. Ему он оставил все свои рукописи, насчитывающие около семи тысяч листов, которые юноша после смерти Леонардо оформил в виде трактата.
Жизнь в Милане вскоре осложнилась ввиду начавшейся войны, и, когда в 1513 г. имя папы Льва X принял Джованни Медичи, сын Лоренцо Великолепного, да Винчи, потерявший своего покровителя герцога Шомона, счел для себя лучшим уехать в Рим.
Последним пристанищем художника стал замок Клу близ города Амбуаза во Франции, где в 1516 г. король Франциск I, сменивший на троне Людовика XII, предложил поселиться стареющему мастеру. Занимая почетную должность придворного мудреца и советника, он получал значительное содержание и мог наконец-то спокойно работать, систематизируя свои записи, доводя до совершенства последние картины, исследуя, экспериментируя, изобретая. Как ученый и инженер, Леонардо да Винчи обогатил проницательными наблюдениями и догадками почти все области знания того времени. Он был ярким представителем нового, основанного на эксперименте, естествознания. Особое внимание Леонардо уделял механике, называя ее «раем математических наук» и видя в ней ключ к тайнам мироздания; он попытался определить коэффициенты трения, скольжения, изучал сопротивление материалов, увлеченно занимался гидравликой. Многочисленные гидротехнические эксперименты нашли свое выражение в новаторских проектах каналов и ирригационных систем.
Страсть к моделированию приводила Леонардо к поразительным техническим предвидениям, намного опережавшим эпоху: таковы его наброски проектов и чертежи металлургических печей и прокатных станов, ткацких станков, печатных, деревообрабатывающих и прочих машин, танка, подводной лодки и вертолета, а также разработанные после тщательного изучения полета птиц конструкции летательных аппаратов и парашюта. В музее Клу представлены модели подвесного моста, монтаж которого занимает считанные минуты, многоствольной установки — предка пулеметов и «катюш»; механизма для забивания свай, прибора для измерения скорости ветра, гидравлической турбины, первого разводного ключа, редуктора, экскаватора, пожарной телескопической лестницы, механизма для выгрузки рыбы из рыбачьих шаланд, водолазного колокола.
Особое значение в своих исследованиях ученый придавал оптике. Наблюдения Леонардо за влиянием прозрачных и полупрозрачных тел на окраску предметов, отраженные в его живописи, привели к утверждению в искусстве принципов воздушной перспективы. Универсальность оптических законов была связана для него с представлением об однородности Вселенной, он был близок к созданию гелиоцентрической системы, считая Землю «точкой в мироздании». Изучал да Винчи и устройство человеческого глаза, высказав догадки о природе бинокулярного зрения. Он правильно заметил, что образы обратны на сетчатке, и высказал мнение о свойстве преломления света, а также понял, что глаз является линзой, которая соединяется с мозгом при помощи нервов. Леонардо первым сделал попытку определить силу света в зависимости от расстояния. Его записи содержат догадки о волновой теории света.