Gestimuleerd door de stedelijke overheid, die in de tweede helft van de zeventiende eeuw een gezond leefklimaat in de stad wilde bevorderen, gingen vooral medici en chirurgijns onderzoek en proeven doen. Verenigd in het medisch-chirurgisch gilde werden ze de voornaamste beoefenaren van de natuurwetenschappen in Delft. Van Leeuwenhoek, vaak te gast bij het gilde, en de medicus Reinier de Graaf waren het meest prominent. Antoni van Leeuwenhoek werd geboren in Delft. Hij ging enkele jaren naar school en kwam als zestienjarige in de leer bij een Schotse lakenhandelaar in Amsterdam. Rond 1654 was hij terug in Delft, waar hij een lakenhandel begon. Hij kreeg een aanstelling als ‘kamerbewaarder van Heeren Schepenen’, wat vergelijkbaar was met een deurwaarder. Later legde hij met goed gevolg het landmetersexamen af, waarna hij werd aangesteld tot wijnroeier (ijker van vaten). Hij deed hierbij de nodige wiskundige kennis op, die hij later goed kon gebruiken bij de kwantificering van zijn onderzoek.
Als lakenhandelaar was Van Leeuwenhoek bekend met het gebruik van lensjes als dradenteller. Hij verbeterde die zodanig, dat er zeer hoge vergrotingen mee bereikt konden worden. Omstreeks 1671 begon hij zijn systematische waarnemingen van een grote variëteit aan onderwerpen: menselijke zaadcellen evenals die van verschillende dieren, spierweefsel, bloeddruppels, waterdruppels, hout, enzovoort. In ruim 200 brieven, geschreven in het Nederlands, bracht Van Leeuwenhoek de Royal Society op de hoogte van zijn ontdekkingen. Ze leidden vaak tot discussies. Van Leeuwenhoek overleed in 1723.
Reinier de Graaf, geboren te Schoonhoven, werkte van 1666 tot 1673 in Delft. Hier deed hij zijn belangrijkste onderzoek naar de menselijke geslachtsorganen. Dit vond voor een deel plaats in de anatomiekamer aan de Verwersdijk, in aanwezigheid van chirurgijns en medici. Hij ontdekte de naar hem genoemde Graafse follikels: blaasjes die zich in de eierstok bevinden en een rol spelen bij de voortplanting van mens en dier. De resultaten van zijn onderzoek naar mannelijke en vrouwelijke geslachtsorganen verschenen in twee aparte publicaties. Ook verrichtte hij bloedtransfusieproeven bij dieren; een experiment dat na de ontdekking van de bloedgroepen in 1900 zijn zegenrijke effecten heeft bewezen.
Ook in de achttiende eeuw was er grote belangstelling voor natuurwetenschappelijk onderzoek. Dat werd toen vooral uitgevoerd door geïnteresseerde, welgestelde leken en vaak was het gekoppeld aan theologische of filosofische discussies. Ook een aantal vooraanstaande Delftse burgers hield zich hiermee bezig. Het voornaamste doel was kennis te vergaren over de natuur. Daarvoor werd een aantal genootschappen opgericht. Deze bestudeerden natuurwetenschappelijke vraagstukken. Daarnaast legden sommige burgers fraaie verzamelingen aan van opgezette dieren, schelpen en zeldzaamheden, door handelsschepen meegebracht uit de Oost en de West. Een dergelijke verzameling werd een ‘cabinet van naturaliën’ genoemd. Het toonde de rijkdom van de natuur én van de verzamelaar.
