列奥纳多·达·芬奇之所以能成为如此令人惊叹的艺术家和科学家，与他非凡的观察能力不无关系。他会去比较鸟类翅膀向上和向下的运动速度；注意到将血液从心脏运出的动脉和把血液运送回来的静脉之间存在差异，从而绘制出了人体循环系统的精确模型。他所作的肖像画是开创性的，因为他是第一个描绘出精确的面部和颈部肌肉组织的画家。
达·芬奇除了将艺术家的感知能力应用于科学主题上之外，还在他所具备的地质、天气、水文、植物学等知识基础上，接受来自艺术和工程的挑战。达·芬奇自然的思想状态是将艺术、设计、工程和科学融为一体。
这种整合的精神也启发了其他传奇性的艺术-科学家，例如约翰·詹姆斯·奥杜邦、路易·巴斯德、阿达·洛芙莱斯和巴克敏斯特·富勒。到了20世纪，学者们开始分分专注于自身的专业，并对学科进行了细分。不过，最近的一些研究人员又开始重新思考这种整合的思维方式，他们试图呼吁人们要重视不同学科之间的连接，以求为发现和创新带来灵感。
艺术训练让科学家出类拔萃。达·芬奇敏锐的感知能力使他成为令人赞叹的艺术家，这种感知能力还提高了他的科学水平，使他能够准确地描绘出云的运动，以及在物体周围形成的水流旋涡。医学专业人员也可能发现，视觉艺术方面的训练对他们的工作会有所助益。
艺术创新对科学家提出挑战。没有科学，一些创意是无法实现的。例如，工程师Karlheinz Brandenburg开发了非常成功的mp3音频格式，这其中所涉及到的数据压缩格式为数字音乐革命铺平了道路，同时也使计算算法的研究发生了革命性变化。
艺术、设计和工艺方面的训练可以帮助科学家和工程师工作得更好。许多设计学院以及大学的设计系的蓬勃发展都证明了，它们教授的技能可以加速许多领域的工作。这些学院的学生通过处理设计问题，通过用多种方法处理草图和初稿，以及得到反馈的过程中，学习到了重要的经验。
艺术可以启发其他学科的学者。我们似乎有理由假设，像绘画、雕塑、音乐或戏剧表演之类的艺术作品会促使科学家或工程师建立联系，或让他们对正在研究的问题以一种全新的方式进行思考。许多来自科学、工程、艺术和设计网站的鼓舞人心的事例，都讲述了这种跨界合作能如何发挥强大的作用。