शारीरिक अध्ययन के प्रति लियोनार्डो दा विंची का आकर्षण उस समय की कलात्मक रुचि से प्रभावित था, जो मानव आकृति पर सिद्धांतकार लियोन बत्तीस्ता अल्बर्टी की शिक्षाओं से प्रभावित था। शरीर रचना विज्ञान में उनकी रुचि वेरोकियो की कार्यशाला में उनकी प्रशिक्षुता के दौरान या मानव शरीर के प्रति आकर्षण के लिए जाने जाने वाले पड़ोसी पोलाइओलो द्वारा जागृत हुई होगी। मेडिकल जांच के केंद्र मिलान में जाने के कई साल बाद लियोनार्डो ने विच्छेदन करना शुरू किया।

1490 के दशक तक, शरीर रचना विज्ञान का उनका अध्ययन अनुसंधान के एक स्वतंत्र क्षेत्र में विकसित हो गया था। जैसे ही उन्होंने मानव शरीर की संरचना की खोज की, वे फिगुरा इस्ट्रुमेंटेल डेल’ ओमो (“मनुष्य की वाद्य आकृति”) से मोहित हो गए और प्रकृति की रचना के रूप में इसके भौतिक कामकाज को समझने की कोशिश की। अगले दो दशकों में, उन्होंने फ्लोरेंस, रोम और पाविया के अस्पतालों में शरीर रचना विज्ञान में व्यावहारिक कार्य किया, जहां उन्होंने चिकित्सक-शरीर रचना विज्ञानी मार्केंटोनियो डेला टोरे के साथ सहयोग किया।

लियोनार्डो दा विंची का प्रारंभिक शारीरिक अध्ययन कंकाल और मांसपेशियों पर केंद्रित था, लेकिन उन्होंने शारीरिक और शारीरिक अनुसंधान को भी संयोजित किया। उन्होंने यांत्रिक गतिविधि में शरीर के अलग-अलग हिस्सों की भूमिका का अध्ययन किया, जिससे मस्तिष्क, हृदय और फेफड़ों जैसे आंतरिक अंगों की इंद्रियों और जीवन की “मोटर” के रूप में खोज हुई। उनके निष्कर्षों को प्रसिद्ध शारीरिक चित्रों में प्रलेखित किया गया, जिन्हें पुनर्जागरण विज्ञान की महत्वपूर्ण उपलब्धियाँ माना जाता है। 

ये चित्र प्राकृतिक और अमूर्त प्रतिनिधित्व के बीच संबंध का उपयोग करते हैं, पारदर्शी परतों में शरीर के हिस्सों का प्रतिनिधित्व करते हैं, परिप्रेक्ष्य में अनुभागों का उपयोग करते हैं, मांसपेशियों को स्ट्रिंग के रूप में पुन: पेश करते हैं, बिंदीदार रेखाओं के साथ छिपे हुए हिस्सों को दर्शाते हैं, और एक हैचिंग सिस्टम तैयार करते हैं। इन चित्रों का मूल्य व्यक्तिगत अनुभवों को संश्लेषित करने और वर्णनात्मक शब्दों को पार करते हुए डेटा को दृश्यमान बनाने की उनकी क्षमता में निहित है। लियोनार्डो के शारीरिक अध्ययन ने आधुनिक वैज्ञानिक चित्रण सिद्धांतों को आकार दिया है। हालाँकि, उनकी चिकित्सीय जाँचें निजी रहीं और उन्होंने खुद को शरीर रचना विज्ञान में पेशेवर नहीं माना।

प्रसिद्ध इतालवी वास्तुकार लियोनार्डो दा विंची ने विट्रुवियस के आनुपातिक सिद्धांतों पर ध्यान केंद्रित करते हुए मानव अनुपात पर अपनी टिप्पणियां प्रकाशित कीं। गणितज्ञ लुका पैसिओली के साथ काम करते हुए, उन्होंने मानव शरीर विन्यास में ज्यामिति सिद्धांतों को लागू किया, यह प्रदर्शित करते हुए कि आदर्श अनुपात वृत्त और वर्ग के रूपों से मेल खाता है। अपने विट्रुवियन मैन में, उन्होंने दिखाया कि एक आदमी को एक वर्ग के भीतर समाहित किया जा सकता है जब वह जमीन पर मजबूती से खड़ा होता है और अपनी बाहों को फैलाता है, लेकिन एक फैला हुआ ईगल स्थिति में, उसे एक सर्कल में अंकित किया जा सकता है।

लियोनार्डो ने अपने शारीरिक चित्र और विट्रुवियन मैन को सूक्ष्म जगत की ब्रह्मांड विज्ञान के रूप में देखा, मानव शरीर की तुलना ब्रह्मांड के कामकाज से की। उनका मानना ​​था कि पृथ्वी, जल, वायु और अग्नि से बने मनुष्य, पृथ्वी के शरीर के समान थे। उन्होंने मानव कंकाल की तुलना चट्टानों से और फेफड़ों के विस्तार की तुलना महासागरों के उतार और प्रवाह से की, जिससे मानव और ब्रह्मांड के बीच समानताएं स्पष्ट हो गईं।