牛頓對光學也有很大貢獻。

牛頓擴展了笛卡爾的棱鏡實驗。他做了一個玻璃三棱鏡。實驗中，房間所有的門窗都是關著的，用黑布蓋著。一扇窗戶上留了一個小洞，讓適量的陽光進入，然后棱鏡被放在光的入口處。

棱鏡將白色太陽光分散成由不同顏色組成的光帶，并將其折射到對面的墻上。它們是紅色、橙色、黃色、綠色、青色、藍色和紫色，非常漂亮。牛頓進一步將棱鏡倒置，結果將有色光帶重新組合成白光，從而得出陽光是由有色光組成的正確結論。

牛頓將這一現象與自然界的彩虹聯系起來，發(fā)現彩虹的一邊總是紅色，而另一邊是紫色，其他淺色排列在紅色和紫色之間。牛頓通過不斷的實驗發(fā)現，在彩虹中，雨滴的作用等同于棱鏡的作用。后來牛頓用單色進行了各種實驗，從而科學地解釋了彩虹現象，揭開了彩虹之謎。

牛頓著手建造一個新的望遠鏡，以消除當時折射望遠鏡中常見的色散現象。他在1762年用凹面鏡，一面中心凹的鏡子，一面普通的平面鏡做了一個望遠鏡。這就是牛頓發(fā)明的“反射望遠鏡”。

牛頓創(chuàng)立了光的“粒子理論”，認為光是由發(fā)光體發(fā)出的粒子組成的。白光可以說是不同顏色的各種粒子的混合物，把它們分開。折射是由玻璃粒子作用在光粒子上的力引起的。光線離開棱鏡后，各種顏色的粒子會沿著不同的路徑折射，相互分離。

牛頓還試圖通過利用光粒子在它們作用的物體中激起振動，來統一當時惠更斯創(chuàng)立的光的“粒子理論”和“波動理論”?，F代科學證明了光具有粒子和波的二重性，即光的波粒理論?？梢?，牛頓的“粒子論”只是反映了光的某種本質。

牛頓對數學的巨大貢獻是發(fā)現了微積分。

牛頓發(fā)現微積分期間，他的老師巴羅的“微分三角形”思想對他影響很大。費馬的切線法和華萊士的無窮算術也啟發(fā)了他。

牛頓的微積分思想，也就是流數，最早出現在他1665年5月寫的一頁文件中。他的微積分理論主要體現在三部作品中。

在《利用無窮多個方程的分析》中，他給出了計算瞬時變化率的一般方法，并闡明計算變化率和計算面積是兩個互反問題，從而揭示了微分與積分的聯系，這是微積分的基本定理。當然，他的邏輯論證不夠嚴謹。

在《流數與無窮級數》中，認為變量是由點、線、面連續(xù)運動產生的。他把變量稱為“流”，把變量的變化率稱為“流數”，并引入了高階流數的概念。

他還闡明了微積分的兩個基本問題，并用流數法對隱函數進行微分，求函數的極值，求曲線的切線、長度、曲率和拐點。由此，微積分的理論得到了深入的解釋。

在《求曲線邊的面積》一文中，我們試圖消除無窮小帶來的困惑，把流數定義為“漸消增量”的最終比值和“原生數”的初始比值。雖然還很模糊，但已經表明他把求極限的思維方法作為微積分的基礎。

牛頓發(fā)現微積分的時候，德國的萊布尼茨也幾乎同時獨立地發(fā)現了微積分。后來牛頓和萊布尼茨爭論微積分發(fā)現的優(yōu)先性。

牛頓還對數學的許多分支做出了貢獻，主要是二項式定理。

牛頓的杰作《自然哲學原理》發(fā)表于1687年，被公認為人類智慧的最高結晶。

在這項工作中，他不僅首次以幾何形式發(fā)表了流數技術及其應用，更重要的是完成了日心說的力學解釋，將開普勒的行星運動定律、伽利略的運動理論和惠更斯的振動理論統一為力學三定律。

牛頓對科學的巨大貢獻為現代自然科學奠定了四個重要基礎。他創(chuàng)造的微積分為現代數學奠定了基礎。他的光譜分析為現代光學奠定了基礎；他發(fā)現的力學三定律奠定了經典力學的基礎；他對萬有引力定律的發(fā)現為現代天文學奠定了基礎。

牛頓在科學上的杰出成就極大地促進了社會的發(fā)展，得到了政府的重視和獎勵。1688年至1705年，他作為劍橋大學的代表成為國會議員，1696年被授予鑄幣局局長、1699年被授予鑄幣局局長、1703年被授予皇家學會會長、1705年被英國女王授予騎士爵位。

但牛頓晚年卻沉醉于宗教意識，在神學唯心主義的道路上越走越遠。他認為沒有上帝的力量，行星永遠不可能像現在這樣圍繞太陽做完美的圓周運動，甚至認為上帝非常精通力學和幾何學，所以他發(fā)誓要更好地侍奉上帝。

從1692年到1693年，牛頓為本特利牧師攻擊無神論布道提供了“科學依據”。1713年，他把自己的基本神學思想總結成一個題為《一般解釋》的章節(jié)，添加到《自然哲學的數學原理》第二版，以自己的科學成就獻給上帝。

牛頓從一個偉大的自然科學家墮落成一個宗教狂熱分子。