تراوحت اهتمامات دافنشى إلى ما هو أبعد من الفنون الجميلة، فدرس الطبيعة، والميكانيكا، وعلم التشريح، والفيزياء، والهندسة المعمارية، والأسلحة، وأكثر من ذلك، وغالبًا ما ابتكر تصميمات دقيقة وعملية للآلات مثل الدراجة والمروحية والغواصة والدبابات العسكرية التى لم تؤت ثمارها لعدة قرون، وكتب سيجموند فرويد أنه كان "مثل الرجل الذى استيقظ مبكرًا فى الظلام، بينما كان الآخرون لا يزالون نائمين."
ويمكن القول إن العديد من الموضوعات توحد اهتمامات دافنشي الانتقائية، وعلى وجه الخصوص، كان يعتقد أن البصر هو أهم شعور للبشرية وأن (معرفة كيف ترى) كانت ضرورية لعيش جميع جوانب الحياة بشكل كامل، لقد رأى العلم والفن على أنهما مكملان أكثر من كونهما تخصصين متميزين، حسب ما جاء ذلك بحسب ما ذكر موقع هيستورى.
وربما بسبب وفرة اهتماماته المتنوعة، فشل دافنشي في إكمال عدد كبير من لوحاته ومشاريعه، قضى وقتًا طويلاً في الانغماس في الطبيعة، واختبار القوانين العلمية، وتشريح الجثث (الإنسان والحيوان) والتفكير والكتابة عن ملاحظاته، في وقت ما في أوائل تسعينيات القرن التاسع عشر، بدأ دافنشي في ملء دفاتر الملاحظات المتعلقة بأربعة موضوعات عامة - الرسم والعمارة والميكانيكا وعلم التشريح البشرى - وخلق آلاف الصفحات من الرسوم التوضيحية المرسومة بدقة والتعليقات المكتوبة بكثافة.
الدفاتر - التي يشار إليها غالبًا بمخطوطات دافنشي - موجودة في مجموعات المتحف بعد أن تناثرت بعد وفاته، على سبيل المثال خطة لمضرب ميكانيكي يبلغ طوله 65 قدمًا، وهو في الأساس آلة طيران تعتمد على فسيولوجيا الخفاش وعلى مبادئ الطيران والفيزياء، احتوت دفاتر الملاحظات الأخرى على دراسات تشريحية لدافنشي للهيكل العظمي البشري والعضلات والدماغ والجهاز الهضمي والتناسلي، والتي جلبت فهمًا جديدًا لجسم الإنسان إلى جمهور أوسع، ومع ذلك نظرًا لعدم نشرها في القرن الخامس عشر الميلادي، كان لدفاتر دافنشي تأثير ضئيل على التقدم العلمي في عصر النهضة.
