Леонардо впервые исследовал течение жидкости, добавляя к ней зернышки проса и наблюдая за их поведением сквозь стеклянную стенку. Он не только обнаружил, но и зарисовал турбулентные вихри, возникающие при обтекании жидкостью различных препятствий. Этот метод применяется и сегодня, только вместо зёрнышек – кусочки пластика. Леонардо открыл закон отражения света, а также предположил, что Луна освещается и светом, отражённым от Земли. За сотни лет до открытия Ньютоном интерференции объяснил игру цвета в пятнах масла на воде и на крыльях птиц и бабочек преломлением света.
Леонардо также впервые объяснил, почему небо синее. В книге "О живописи" он писал: "Синева неба происходит благодаря толще освещенных частиц воздуха, которая расположена между Землей и находящейся наверху чернотой".