Cette discipline remonte à l'Antiquité, où les premiers naturalistes ont commencé à observer et à documenter la faune, la flore et les phénomènes naturels qui les entourent. Aristote et d'autres ont contribué à poser les bases de cette discipline en étudiant les animaux, les plantes et les roches. Au fil du temps, l'histoire naturelle est devenue plus spécialisée, avec des sous-disciplines telles que la botanique (étude des plantes), la zoologie (étude des animaux), l'écologie (étude des interactions entre les organismes et leur environnement), la paléontologie (étude des fossiles), la taxonomie (classification des organismes), et bien d'autres.

Les naturalistes modernes utilisent une combinaison d'observations sur le terrain, d'expériences en laboratoire, de techniques d'imagerie avancées, de modélisation informatique et d'autres méthodes pour étudier les organismes vivants et leur environnement.