Nous avons vu précédemment que les premières théories scientifiques se construisaient dans l’antiquité. On constate donc que la construction d’une théorie scientifique se fait en plusieurs étapes. Ainsi, on note donc que toute théorie scientifique de l’antiquité passe d’abord par une observation systématique des faits. 
 
Cette méthode se retrouve aussi bien chez les grecs et les latins qui en firent l’instrument premier de l'élaboration de leur théorie scientifique. 
 
Les observations sur le terrain de Pline l’Ancien servent avant tout à valider ses hypothèses même si elles sont une infime partie de son travail. Il explique, dans son ouvrage Histoire naturelle, ce qu’il a vu en Afrique et en Narbonnaise et ce sont des observations comme celles-ci qui lui permettent de comprendre les phénomènes naturels tels que les éruptions volcaniques. Cependant, son livre se base essentiellement sur les observations d'auteurs passées.  
 
 
 
On peut par exemple citer un passage qui relate une de ces observations et la conclusion qu'il en tire. Ainsi quand il dit : 
 
"intra XIIII autem partes solis semper occultam esse. qui argumento amplior errantium stellarum qui lunae magnitudo colligitur, quando illae et a septenis interdum partibus emergant. sed altitudo cogit minores videri, sicut adfixas caelo solis fulgor interdiu non cerni, cum aeque ac noctu luceant idque manifestum fiat defectu solis et praealtis puteis." ( Pline Livre 2 , chapitre XI )  
 
"Elle est invisible dès qu'elle est à moins de quatorze degrés du soleil : ce fait prouve que les planètes sont plus grandes que la lune, puisqu'elles font leur émersion, même parfois à sept degrés; c'est l'éloignement où elles sont qui nous les fait paraitre plus petites. Les étoiles fixes sont invisibles aussi pendant le jour, à cause de l'éclat du soleil, bien qu'elle brillent comme lui pendant la nuit : on en a la preuve lors des éclipses du soleil, et dans les puits très profonds" (Pline livre 2, chapitre XI ) 
 
Il évoque ici la lune, de part ses observations, et arrive à déduire qu'elle doit être beaucoup plus petite que les planètes mais il ne le prouve pas et n'apporte aucun fait soutenant sa thèse. Seule l'observation fait naître cette hypothèse. En revanche, nous savons maintenant qu'elle est juste.  
 
Aristote, dont les observations avaient été jugées comme non-valables, fut le premier à élaborer des théories permettant de classer les êtres vivants (ses observations de naturaliste permettent d’étayer son principe) et de nombreux scientifiques comme Darwin les reprendront plus tard. En outre, ces œuvres capitales telles que L’histoire des animaux ou La génération des animaux furent les précurseurs de nombreuses théories contemporaines. Aristote a codifié ses observations et il apporte ainsi de nombreux détails méticuleux.  
 
D’autre part, on note chez Lucrèce une approche différente de la théorie. En effet, il va chercher à expliquer comment les phénomènes naturels se produisent en démontrant qu’ils ne se font pas par intervention divine. Ainsi sa théorie débute par l’observation des phénomènes qui vont lui permettre d’appuyer ses hypothèses et il ne va pas chercher à démontrer la justesse de ce qu’il dit mais l’incongruité de ce qu’il lui est opposé, à savoir les mythes et la religion. C’est donc sans preuves matérielles mais en démontrant que le contraire de sa thèse est illogique que Lucrèce va confirmer son hypothèse. C’est de l’observation d’un fait que va découler une hypothèse.  
 
Il n’y a donc, dans l’antiquité, pas beaucoup de façon de débuter une théorie scientifique si ce n’est par l’observation systématique des fait, inévitable étape de la construction d’une telle théorie. On remarque que les grecs et les latins ont une utilisation différente de l’observation. En effet, les latins la privilégient comme outils à la validation des hypothèses et les grecs comme instrument à l’alimentation de la thèse.  
 
Ainsi, chez les latins, on ne se base pas sur des résultats d’expérience et des démonstrations infaillibles pour démontrer ce que l’on affirme. Chez les grecs, l’observation fait partie intégrante de la théorie et on observe une volonté de démonstration précise.Il apparait donc très original que à cette époque l'observation prime de loin sur l'expérimentation qui domine aujourd'hui notre société. Le fait d'observer quelque chose suffit à l'élaboration de théories .