Основные интересы Михаила Ломоносова лежали в области химии, именно этой науке посвящена большая часть его научных трудов, но проводя химические опыты, ученый активно использовал знания из других научных областей, что позволяло делать уникальные открытия. Тесная взаимосвязь всех естественных наук навела Ломоносова на мысль о том, что в основе физического мира лежат всего несколько универсальных законов. Такие идеи позволили выдающемуся российскому ученому разработать кинетическую теорию теплоты, атомно-корпускулярную теорию строения вещества, закон сохранения вещества. Эти открытия и экспериментальные методы, которыми они были достигнуты, заложили основу современного научного способа познания. Именно Ломоносов позволил человечеству перейти от натурфилософии и алхимии к современным научным экспериментальным методам естествознания.
В 40-х годах 18 века Ломоносов создал первую в России химическую лабораторию при академии наук. В этой лаборатории он исследовал большое количество веществ, разработал способы получения материалов, что позволило ему основать в России несколько уникальных химических производств.
Ломоносов использовал физические законы и физические экспериментальные методы для исследования химических веществ и химических реакций, такой способ исследований был назван им физической химией.
Михаил Васильевич запланировал огромное количество химических экспериментов и, конечно, не успел выполнить их все за свою относительно недолгую жизнь, база разработанных им экспериментов так велика, что некоторые из них не сделаны до сих пор.
Большое количество времени Михаил Ломоносов уделял астрономии. Самым известным его достижением в этой области считается открытие атмосферы у Венеры. Помимо этого он усовершенствовал устройство телескопа, пропагандировал идеи Коперника, своими экспериментами подтверждал, что за пределами нашей планеты действуют те же законы, что и на ней.