В процессе усложнения и разделения первоначально недифференцированного труда, развития ирригационного земледелия, строительства храмов и пирамид, возникновения письменности появилась необходимость и вместе с тем возможность перехода от познания, непосредственно включенного в материальный труд, к специальной познавательной деятельности, направленной на сбор информации, ее проверку, накопление и сохранение, а также передачу знаний от поколения к поколению. Такая деятельность и одновременно ее результат (знание) и стали называться наукой (лат. scientia - знание, наука). Произошло это в III—II тысячелетии до н.э. Первыми профессионально заниматься наукой стали жрецы.
В Египте, Вавилоне, Индии, Китае отдельные науки (особенно астрономия и математика) достигли высоких ступеней развития. Вавилоняне владели способами приближенного извлечения квадратного корня, решения квадратных уравнений. Они изобрели шестидесятиричную «позиционную систему» счисления, особенно удобную для астрономических вычислений. От этой системы и идет современный счет минут (1 час = = 60 мин = 3600 с). Наблюдения за планетами позволили вавилонянам вычислить период, равный 223 лунным месяцам, в течение которого происходит в среднем 41 солнечное и 29 лунных затмений. Как видим, древние вавилоняне имели значительные достижения в арифметике, алгебре, геометрии и астрономии.
Древнеегипетская культура возникла приблизительно в одно время с культурой Древнего Вавилона. Вплоть до середины II тысячелетия до н.э. в Египте еще не было четко сложившегося класса жрецов; после того как они выделились в особую социальную прослойку, роль их в научном познании увеличилась. К астрономическим и математическим занятиям жрецов подталкивала связь древнеегипетской религии с необходимостью объяснения явлений, имевших практически-хозяйственное значение, — в первую очередь со своевременными предсказаниями ежегодных разливов Нила. Одно из выдающихся достижений египтян - введение солнечного календаря. Египтянами раньше других была определена продолжительность года — 365,25 дней. Год делился на 12 месяцев по 30 дней, к каждому году добавлось по 5 дней, но високосные годы не вводились. Египтяне установили значение числа π, точную формулу для вычисления объема усеченной пирамиды с квадратным основанием, площадей треугольника, прямоугольника, трапеции, круга. Их знания переняли греки.
В Египте же возникло и химическое ремесло, которое считалось священным и было окружено таинственностью. Как геометрия сформировалась из практической потребности — землемерия, так и возникновение химии было вызвано потребностями практики. На Востоке — в Индии и Китае — также была известна практическая химия. В Китае изобрели порох и крашение. В Персии были известны металлургия, гончарное дело. В Ветхом Завете упоминаются шесть металлов: железо, свинец, олово, медь, серебро и золото. Медь была известна с доисторических времен не только в свободном состоянии, но и в виде бронзы - сплава с оловом. В эпоху, соответственно названную бронзовым веком, бронза применялась при изготовлении домашней утвари, предметов украшения, оружия и т.д.
Железо стало известно позже, чем бронза и медь. В Египте еще за тысячелетие до н.э. из железа делали домашнюю утварь.
Со свинцом люди познакомились позже, чем с железом, — за несколько столетий до н.э. Свинец использовали для чеканки монет, изготовления водопроводных труб. Применяли древние и латунь — сплав меди с цинком. За несколько столетий до н.э. грекам была известна ртуть, знали они и способ получения стекла.
Однако первоначально науки были сугубо опытными, эмпирическими и прикладными как по содержанию знания, так и по способу его получения и обоснования. Математические и другие правила и приемы наблюдения, измерения и расчетов были довольно сложными и логически не связанными между собой, они годились лишь для отдельных случаев, так как не основывались на более простых и общих положениях.
Первый этап становления науки следует считать дотеоретическим, дофилософским. Эмпирическое научное знание длительное время существовало как явление, подчиненное религиозно-мифологическому мировоззрению.