1854年《瓦尔登湖》出版后，梭罗开始将主要兴趣从人文世界转向自然世界，从已开垦的土地转向尚未开垦的森林，从康科德邻人转向他所说的“为事实而疯狂”的科学观测与书写之中。西方学者很早就注意到梭罗科学书写的转向，其中颇具代表性的是派里·米勒在题为“全球浪漫主义语境下的梭罗”一文中的论断，“（它们）不过是观察、测量和数据的乏味的记录……足见作家创造力的衰退。”《梭罗日记精华》的编辑奥戴尔·谢泼德也认为梭罗的科学书写是机械的写作，沉溺于狭隘和学究气。与之相反，在以劳娜·瓦尔斯为代表的研究者看来，梭罗科学书写的意义不仅在于科学的实用性，更在于其所表达的思想的深刻性与现代性。他的关于文学和科学人士“两种文化”冲突的观点比C.P.斯诺要早100余年；他的生命学说“生机论”与A.N.怀特海的“机体论”高度契合；他对科学局限性的认识和批判在晚近的著作如《花园里的机器》等当中也有不同程度的回响。正因为如此，梭罗后期作品编选者盖瑞·纳布罕坚持认为“它体现了一位卓越的美国作家在其事业达到巅峰之时，成功地使科学与文学成为彼此充实而非彼此排斥的研究”。

　　研究表明，梭罗的科学书写最早受到爱默生的启发。1830-1840年代，爱默生对惟一神教内部僵化的体制大为不满，决意引科学为同盟军与之开战——科学借助精密的研究揭示自然的奥秘，犹如天启。1842年，他在给好友的信中说，“最近我读到《马萨诸塞科学调查》……我弄到一整套调查报告，将它交给梭罗，希望他能在《日晷》杂志上做一番详细的介绍。”文章刊出，定名为“马萨诸塞州的自然历史”，通常被认为是梭罗正式发表的首部作品，也激发了年青学者的科研热情。其实早在《论自然》之前，爱默生名为“自然历史之用”的演讲已经给梭罗留下深刻印象，其中谈到“从具象的物质世界中提取永恒精神法则”的主张——梭罗早期的自然书写，便是要借助超验主义的“透明的眼球”，发现隐藏在大千世界背后的神秘的、更高的法则。爱默生宣称，古老的希腊箴言“认识你自己”和现代的“研究自然”具有同一性，“超验主义预言了一切自然学问的交互整合”，而梭罗的科学书写即可视为这种“整合”的尝试。

　　作为浪漫主义者（米勒宣称“超验主义是美国的浪漫主义”），梭罗跟爱默生一样信奉个人主义；强调直觉；提倡回归自然——换言之，即以一种整体观念看待自然万物：相信和人一样，甚至宇宙也是时刻处于运动变化和生长的有机体。但跟爱默生采用“理性的”整体观看待自然不同，梭罗采取的是一种更近于洪堡的“经验的”整体观。前者注重抽象的自然原理法则，后者更注重个体对整体世界的感受和把握。梭罗所理解的感性世界包含了日常生活要素和认知推理两个不同层面，林中漫步和种豆锄草，跟著述思考一样，都是为了探究生命的本真。正是在这个意义上，梭罗强调生命的“体验”，只有充分体验的人生才是完满的人生。在梭罗科学书写的代表作中，不仅有他从长期田野观察和研究中所得出的科学结论，更有独具感染力的艺术呈现——梭罗传记作者斯蒂芬·哈恩宣称“梭罗在其散文作品中，把高度的诗意性融入到科学性中，并且没有遭遇显著的认识论上的断裂，而我们习惯上把这两者之间的差距与断裂必然联系在一起”。堪称是极为精准的评价。