不论科学变得多么抽象，它的起源和发展过程本质上都是同人道有关的都是人类德性的证据。人类通过自身努力所揭示出来的宇宙的几乎无法想象的宏大性，除了在纯粹物质的意义上以外，并没有使人类变得渺小，反而使人类的生活在思想上具有更深刻的意义。每当我们对世界有了进一步理解，我们也就能够更加深刻的认识我们与世界的关系。并不存在着同人文学科截然对立的自然学科，科学和学术的每一门类都是既同自然有关、又同人道有关的。
——乔治·萨顿
科技文化像其他自然事物一样也有一个从无到有、从小到大的发展过程。我们今天所感受到的、正在经历的较为成熟的科技文化，亦是在某种历史文化基础上不断成长起来的。我们在分析和研究成熟的科技文化之前，首先需要了解一些有关科技文化产生和发展的历史过程，以及在此过程中哪些因素构成了科技文化的基础、背景和来源问题。而且，科技文化作为一种历史文化的产物，它有不同的历史发展时期，各个时期其特征并不完全相同。这也是我们全面理解科技文化的必要前提。
（一）科技文化的起源
科技文化的早期或起源阶段我们可以追溯到人类社会的发展初期，笼统而言我们可以说，科技文化是与人类文明的产生与发展同步的。当然，这一时期的科技文化还只是一种非现代意义上的“前科技文化”，与我们今天严格意义上的科技文化并不完全相同。但不可否认的是，它开始或已经初步具备了现代科技文化的某些要素和特征。所以，我们把存在于人类早期文化之中的、作为科技文化的前身或来源的文化因素的总和简单统称为“古代科技文化”或者“前科技文化”。
前科技文化是现代科技的文化基础，否则近代自然科学真得就是诞生于真空之中了！科学史家丹皮尔指出：“科学并不是在一片广阔而有益于健康的草原——愚昧的草原上发芽成长的，而是一片有害的丛林——巫术和迷信的丛林中——发芽成长的。”所谓的“古代科技文化”，它在本质上属于一种混合文化，集原始的技术、知识、巫术、神话、宗教等等因素于一体的复合文化。
从起源来看，科学技术的产生是人类社会生产和生活发展的结果，它是人类与自然界之间相互作用的产物。
早期的科学技术源于人类的生存和发展的需求，在这种“前科技文化”中，技术因素的影响最为明显，它在科技文化中起到了关键作用。可以说，人类早期的每一次社会进步都与技术的革新相联系，石器的使用、火的利用，直至弓箭和金属的利用，这些早期的技术发明推动了人类文明的发展，并孕育了自然科学的早期萌芽。
早期人类在与自然的斗争中，逐渐产生了多种形式的原始文化形态：巫术、图腾、原始宗教、神话、艺术等等，原始文化的内涵和样态具有丰富性和复杂性。这些原始经验知识和对自然的认识又推动着原始技术的进步。作为共同文化或混合文化的实践经验和对自然的认识中，包含着科学思想的萌芽，并且是科技文化起源的前提。
以医学为例，无论是古代巴比伦还是埃及的医学，它总是和巫术混杂在一起的。以埃及医学为例，据史密斯纸草等记载，埃及人研究出了八百多种医疗手术，掌握了六百多种药物知识，解剖和医药学都达到了很高水平。可以说，埃及医学代表了远古时期人类医学的最高水平。但需要指出的是，古埃及医学发展还是和巫术、宗教之间有着千丝万缕的联系，当时的医生同时也是祭司。此时的医学知识还不可能对人类的生理或疾病问题做出科学的理解，往往用超自然的方式去解释疾病，把疾病归于神鬼灵魂作怪的结果。这样，巫师负有宗教和医生的双重职责，也可以说巫术、迷信是与医学发展相伴的。巫术、宗教和医学在长期共存的文化环境里，它们之间也是相互影响，发生了一些错综复杂的关系，其他学科的发展也是如此。
当然，前“科技文化”在世界各国、各民族中形态各异，延续时间也不尽相同。但有其基本的共同点，即：以农业、畜牧业和相对较弱的手工业为其物质基础，以自然经济为主要经济形态，社会关系则以血缘、宗族为基础。在这个漫长时代，人对自然的征服欲望和崇仰心理尚未分化，人类崇拜大自然，将自然的结构、功能和属性当做自己行为的准则。这是以大自然为载体的文化，可以称为自然文化。
这种自然文化或前科技文化是以万物有灵论的自然观作为基础的。最初人们的信仰对象包括对天象、大地、山石及水火等等，人们几乎对大自然万事万物都表现出一定的崇敬和膜拜，人类经常将自身和自然界的事物与现象融为一体，产生幻象并用过实际行动来表达信仰观念的神圣。这就是天人合一的有机论的自然观。人们往往由己及人的推测自然界如何如何，用拟人化的类比的思维思考看待人与自然的关系，看待自然界的现象。
（二）自然哲学的兴起
在欧洲，超越这种前“科技文化”的是古希腊自然哲学。希腊人关注的主要对象是自然，与以往人们用幻想或想象的方式看待自然不同，他们开始以一种理性的眼光来认识世界和自然，强调自然的秩序，认为自然是“有序的、具有因果关系的、可以认识的”，而非“任意的、反复无常的”。虽然古希腊自然哲学不可避免的仍有神话、巫术、宗教的色彩，但这些自然哲学家已开始用理性观点研究自然，这标志着人类科学思想前进了一大步。
举例来说，古希腊自然哲学的第一个学派叫米利都学派，这一学派的代表人是泰勒斯（很多人称他为哲学的始祖，甚至是科学的始祖）。被称为当时的“希腊七贤”之首，泰勒斯有一个著名的科学命题（也是哲学命题）：“水是万物的本原！”他认为水是世界的本原，“水生万物，万物复归于水”。从泰勒斯开始，自然哲学对万物本原和始基的探索成为新的思考自然的方向。从此，神话思维形式的自然界退出了历史舞台，丹皮尔说，“这个米利都哲学学派的重要性在于，它第一个假定整个宇宙是自然的，从可能性上来说，是普通知识和理性的探讨所可以解释的。这样，神话所形成的超自然的鬼神就真的消灭了”。取而代之的是一个“有序的、可预言的世界，事物按其本性在其中运作”。
在雅典时期，杰出的自然哲学家已开始摆脱神学与宗教的束缚，与远古巫术与神话截然不同地用理性的自然观来研究自然。在长期的积淀后，先后形成了早期科学的萌芽。
自从古希腊自然哲学家们提出了最初的本原论思想，赫拉克里特的火原论、阿拉克西米尼的气原论、恩培多克勒的四素说、毕达哥拉斯的数原论以及留基伯、德谟克里特的原子论等观念相继提出。沿着理性的方向，希腊又出现了一大批杰出的天才人物，柏拉图、亚里士多德、阿基米德、希波克拉底、托勒密、盖伦等等。自然哲学思想逐渐发展成为西方文化最重要的思维模式，构成了西方思想文化的一条主流思维方法。
在这种理性文化传统中，数学及数学精神在西方文化中占有着特殊的地位，“在西方文明中，数学一直是一种主要的文化力量”。在希腊哲学的多种多样的形式中，差不多可以找到以后各种观点的胚胎、萌芽，数学精神也是如此。
古希腊时期，数学逐渐成为对自然界进行理性认识的重要工具。数学家和数学史家克莱因考察说，“从Pythagoras时代起，几乎所有学者都说自然界是依数学方式设计的”。可以说自毕达哥拉斯学派开始，自然界的数学化以及“科学知识是基于数学的观念”就开始形成了。这是一种新的自然观，劳埃德称之为“自然的发现”。毕达哥拉斯学派认为自然的秩序和万物的规律都可以通过数及其相关关系来表达，由此一来，“毕达哥拉斯学派在数学关系中，特别是在数中找到了世界永恒的本质”。
特别是到了希腊化时期，许多具有现代自然科学特点的学科出现，“在整个古代，本来意义的科学研究局限于这三个部门（指天文学、数学和力学），而且作为精确的和有系统的研究在后古典时期才开始（亚历山大利亚学派、阿基米德等）”。开始出现了精确的、有系统的自然科学研究，“从全面的哲学学说和百科全书式的知识综述，过渡到了比较富于现代气息的专业化”。
古希腊时期的自然哲学还有一个特点，那就是对技术传统的排斥。在这些自然哲学家们看来，以奴隶、工匠为主体的技术是为上流社会所鄙视的。在柏拉图和亚里士多德那里，这种思想就已经形成并产生影响，例如亚里士多德这样说：“我们认为一般工匠凭习惯而动作——与非生物的动作相似，如火之燃烧——趁着自然趋向，进行各自的机能活动，对于自己的动作是不知其所以然的。”可以用木匠和几何学家来做比较，他们都要研究几何，但在木匠那里这些知识能用于他的工作就足够了，他只关注于几何的实用——如怎样制造工具；只有关心真理的哲学家才去研究几何是什么，“在被发现的越来越多的技术中，有的为生活必需，有的供消磨时间。与前者相比较，后者总被当做更加智慧的，因为这些技术的科学，并不是为了实用”。这就是说，技术较之于理论是次要的，较差的。亚里士多德还说：“我们说他们较聪明，并不是因为他们敏于动作而是因为他们具有理论，懂得原因。一般说来，这可算是人们有无理论的标记，知其所以然者能教授他人，不知其所以然者不能执教。”
古希腊推崇的是“为科学而科学”，如果知识在学问之外，那只能是次要的，是要奴隶和工匠去做的。可以用一个例子来说明技术和理论传统的分裂。古希腊时期著名的数学家欧几里德，他深受当时国王托勒密的尊敬。有一次一位年轻人专程来向欧几里德学习几何，欧几里德很高兴，但这个学生随口问了一句：“学习几何学有什么用处呢？”传说欧几里德马上转过身去不再理他，并告诉身边的人说：“给他三个金币让他走吧，因为他想在学习中获利。”这种学者传统也造成了与工匠传统的分裂，进而影响了希腊科学的发展。
（三）中国古代的科技文化
中国古代文明继续沿着传统的道路发展，这种情况与罗马帝国崩溃后西方所发生的独特变化形成鲜明对照。罗马帝国的一千年里，对中国人来说，是一个伟大的黄金时代。早在汉代，中国已成功地赶上欧亚大陆其他文明，中世纪时期，中国则突飞猛进，仍是世界上最富饶、人口最多、在许多方面文化最先进的国家。整整一千年，中国文明以其顽强的生命力和对人类遗产的巨大贡献，始终居世界领先地位。
在同一时期的中国古代文化中，技术传统则占据了主要地位。众所周知，我国当时在数学、天文学、医学、农学及工艺技术等方面都取得了举世瞩目的成就。例如在天文学方面，我国有详细而系统的天文观测记录，包括彗星、日食、月食、新星、超新星、恒星、行星等全方面的条文现象，相关记录资料精确、详尽，观测水平达到了使今人惊讶的程度。世界上最早的星表也出现在我国。另外，我国天文学家还制造了大量精密的天文仪器，如东汉的张衡制造出了世界上第一架利用水利作为动力的浑象仪。历法是中国古代天文学的重要贡献，历来受到重视，甚至在《二十四史》中就有专门的部分来记载历法资料，这就是“历志”或“律历志”。古代天文学是在农业生产和制定历法的需要的推动下发展起来的。
在数学方面，战国时期的《墨经》还提出了点、线、方、圆等几何概念的定义，汉代的《九章算术》是古代中国数学科学形成的标志，南北朝时期的祖冲之求得圆周率在3.1415926和3.1415927之间，这比欧洲早一千年。技术成就更是举世瞩目，著名的四大发明是其中最杰出的代表，此外纺织、瓷器技术也是闻名世界。
北宋时代沈括著的《梦溪笔谈》，介绍了人工磁化方法制成的指南针，并将指南针用于航海；造纸技术经蔡伦的总结和改造，也趋完善；唐代已有火药的记载，北宋将火药、火器用于作战，同时还发明了火箭；西汉的炼丹术，通过熔融、溶解、蒸馏、升华等进行化学转化和无机合成，为冶金方法提供了经验；在医药方面，战国时期的名医扁鹊，由于精于针灸而著称于世，名医华佗最早使用麻醉药，进行外科手术，明代李时珍的《本草纲目》内容涉及生物化学矿物等学科，被达尔文称为中国的百科全书；中国向来以农立国，在农业生产实践上，积累了许多农业生产实践经验，创造了先进的农业工具，关于农业的著作有376种之多，其中最著名的有公元6世纪北魏的《齐民要术》，这是世界现有的最早、最完整的农业科技名著，在世界农学史和生物学史上占有重要地位。从以上大量史实说明四大文明古国之一的古代中国，在世界科技史上占有十分重要的地位。当然，中国古代所留传下来的许多科技著作中，大多都是属于对当时生产经验的直接记载或对自然现象的直接描述，除猜测性的议论外，极少进行科学理论的探讨。这是中西文化在科学方面一开始就显示出来的差别。
