В существующей исторической и методологической литературе наиболее подробно проанализирована историческая эволюция физических картин мира. В XVI—XVII вв. вместо натурфилософской утвердилась механистическая картина мира, распространившая на все явления в мире законы механики Галилея- Ньютона, которые принимались за основу всех других законов природы. Господствующее положение в научном познании в духе этой картины мира занял односторонний анализ, разделивший мир на группы обособленных и неизменных самих по себе явлений. В XIX в. в рамках механистической картины сложилась термодинамическая картина мира, основанная на молекулярно-кинетической концепции и вероятностно-статистических законах. Окончательное крушение механистической картины мира вызвала теория электромагнитного поля, созданная М. Фарадеем и Дж. К. Максвеллом во второй половине XIX в. Если до Максвелла физическая реальность мыслилась в виде материальных точек, то после него физическая реальность предстала в виде непрерывных полей, не поддающихся механистическому объяснению. Наступила эра принципиально новой физической картины мира, трансформировавшейся в XX в. в релятивистскую и квантовомеханическую картины мира. Соотношение, конкретное взаимодействие эмпирического базиса и собственно физических теорий друг с другом, а также научной картиной мира и философией детально рассмотрено в рекомендуемой книге М.В. Мостепаненко.
Научная картина мира служит промежуточным звеном между философией и теорией конкретной науки (например физики, если речь идет о физической картине мира). Научная картина мира, с одной стороны, основывается на идеях, представлениях философии; с другой стороны — опирается на эмпирический базис соответствующей науки. Из взаимодействия этих источников и рождаются новые теоретические принципы и категории конкретной науки.