W okresie Cesarstwa Rzymskiego większość autorów zajmowała się jedynie porządkowaniem i systematyzowaniem wiedzy. Pliniusz Starszy rzymski generał i powieściopisarz, był autorem 37-tomowej Historii naturalnej, w której starał się zgromadzić całą ówczesną wiedzę przyrodniczą. Był kompilatorem, który odrzucił metody Arystotelesa i bezkrytycznie zamieszczał w swym dziele zarówno legendy, jak i fakty zapożyczone z dzieł innych autorów. W pracach skupił się na zagadnieniach systematycznych, podczas gdy Arystoteles uznał systematykę za naukę podrzędną. Logiczną i dość spójną klasyfikację Arystotelesa, opartą na planie budowy zwierzęcia, zastąpił sztucznym podziałem w zależności od środowiska życia.
Innym, znanym przyrodnikiem Rzymskim był Galen, anatom i lekarz, jeden z nielicznych twórczych umysłów schyłku okresu starożytnego.
Późniejszy zanik postępu nauk przyrodniczych był skutkiem odwrócenia się ludzi od spraw przyziemnych. Jedną z przyczyn były rosnące wpływy chrześcijaństwa. Lansowane przez Kościół ideały ascezy, ucieczki od świata i pokładania nadziei w życiu pośmiertnym potęgowały wrogie nastawienie do naukowej obserwacji, która często była widziana jako herezja. Chęć poznania świata doczesnego interpretowana była jako grzeszna ciekawość.