Период који данас зовемо високом ренесансом има своје корене у Леонардовим делима. Леонардо је рођен седам година након Ботичелија и Перуђина, а пет након Филипина Липија, чији стилови без сумње припадају раној ренесанси. Штавише, сва Леонардова најважнија уметничка достигнућа су довршена, или су при крају, пре смрти Филипина 1504. године, првог умрлог по реду од тројице поменутих. Чињеница да се Леонарда сматра уметником високе ренесансе и о њему говори заједно са Микеланђелом рођеном двадесет три (1475), или Рафаелом, рођеном тридесет једну годину после њега (1483), указује на његову револуционарну важност као ствараоца ране, фирентинске фазе високе ренесансе.

Да Винчијева филозофија Истрошена фраза о људима који изгледа да су „испред свога времена” може се слободно узети као чињенично стање у случају Леонарда. Био је испред савременика не само у сликарству, вајарству и архитектури, већ и у инжењерству, војним наукама, ботаници, анатомији, геологији, географији, хидраулици, аеродинамици и оптици, помињући само неке гране знања у којима је дошао до пресудних, али и врло оригиналних открића. Леонардо је био инспирисан иновацијама у уметности и науци и веровао је у њихову нераскидиву везу. Није их сматрао одвојеним ни узајамно замењивим и чини се да је за Леонарда наука била прагматично истраживање природе, док је уметност била израз лепоте. У свом уметничком и научном раду одбацио је ауторитет и истраживао природни свет самостално и независно, без традиционалних предрасуда, или ограничења наметнутих верским догмама и веровањима. У доба када се „препорођени” ауторитет антике надметао са хришћанством, он се није повиновао ни једном ни другом. Изгледа да је за Леонарда коначни ауторитет долазио из једног јединог извора: човековог ока. Тврдио је да ниједно чуло није племенитије од чула вида. Ни један рукопис, без обзира на то какве су његове претензије на божанско откровење или филозофски ауторитет, није могао блокирати доказе који долазе путем вида, ни ометати на њему заснован процес закључивања. У својим белешкама је записао:

„Зар не видиш да око обухвата лепоте целог света? Оно је глава астрономије; оно ствара космологију; оно управља свим људским вештинама и исправља их; покреће човека у разне делове света; оно је господар математике, његова знања су најтачнија, оно је измерило удаљеност и величину звезда; оно је пронашло елементе и места где се налазе; … оно је створило архитектуру и перспективу, оно је родило божанствено сликарство. О, најизврснија од свих других ствари … Какве би хвале могле да изразе твоју племенитост? Који народи, који језици би могли описати твоју праву делатност? Оно је прозор на људском телу кроз који душа посматра лепоте света и наслађује се њима; због њега се душа мири са тамницом људског тела, а без њега та тамница била би мучење за њу …”

Да Винчијеве белешке Познато је доста тога о Леонардовим размишљањима на основу његових списа. Хиљаде сачуваних страница, крећу се од брзих и кратких коментара до дубоких анализа. Мада их никада није уредио и организовао у једну целину, Леонардове белешке пуцају од идеја и запажања која се неће поновити – још мање систематизовати у једну складну целину – деценијама и вековима након њега. Ретко у његовим списима наилазимо на неко име класике, за разлику од Албертија и Гибертија, који су непрекидно цитирали класичне узоре. Још ређе наилазимо на помињање Бога, али срећемо заједљиве коментаре на рачун организованог хришћанства, на пример, „Зашто се клањати Сину кад су све цркве посвећене Мајци?” Међутим, природа се помиње изнова и изнова, а његове скице планинских предела спадају у најраније детаљне студије пејзажа у историји уметности.

Леонардове бележнице у којима је радио скице, студије и записивао своја запажања и анализе, такође откривају да је уживао да буде сам, подаље од других људи и њихових животних путева. Дивио се човековом телу као изузетном делу природе, али је осећао да људи не заслужују тако софистициран „инструмент”. Своје ближње је често називао „врећама за храну” и „пуњење пореске кесе”. Упркос очигледним приповедачким способностима, у његовим белешкама нема назнаке да је икада марио за друго људско биће. Фирентинац по рођењу, Леонарду су бриге и проблеми родног града били страни, те је радио за Лодовика Сфорцу, војводу Милана, па чак и за Чезара Борџију, сина папе Александра VI, против чијих војски су се Фирентинци борили за слободу своје Републике.

Могуће је да је део своје отуђености од других Леонардо наследио из околности свога рођења, јер се родио као ванбрачни син нотара Сер Пјера и једне сељанке у малом тосканском месту званом Винчи, удаљеном четрдесет километара од Фиренце. У раној младости одузет је од мајке о којој се готово ништа не зна, и одгајан у кући свога оца и његове супруге. Нотар у ренесансној Италији проверава законитост уговора, узима проценат од обе уговорне стране и може добро напредовати на друштвеној скали, што је изгледа Леонардов отац и учинио. Али Леонардов живот је био замагљен чињеницом да је био ванбрачно дете, што је са собом носило и одређене правне последице. Поред тога био је леворук, што је у тадашње доба имало врло неповољну конотацију (мада је италијански израз за леворуке донекле блага реч „манчино” [mancino], појам за лево је „синистро”). Леонардо је писао здесна на лево, како му је вероватно било лакше, и истраживачи његовог дела често користе огледало да би могли читати његове рукописе.

Још је вероватније да је сматрао да један научник и сликар мора да проводи време сâм да би боље откривао, истраживао и могао да разуме чуда природе, како је забележио у једном од коментара из Трактата о сликарству, где саветује младе ученике како достићи мајсторство у цртању и сликању.

У Леонардовим коментарима се често среће једно реторичко питање: „Ко ће ми рећи да ли је икада ишта довршено?” Тачно је да његово трагање за неухватљивим аспектима природе никада није било завршено, а ни многа његова дела онако како је то он намеравао. Неки његови савременици су закључили да су га његова научна и инжењерска интересовања спречавала да се боље посвети уметности. Из његових цртежа се може стећи потпунија слика о његовим интересовањима и стилу, како из оних који су припремне студије за одређене слике и скулптуре, тако и из других врста скица које илуструју скоро сваку страницу његових рукописа.

У Леонардовим цртежима није занемарено ни најмање живо биће: мачка, инсект, цвет – све је вредно пажљивог и дугог посматрања. На пример, у једном цртежу биљака где се појављује и бетлехемска звезда, Леонардо је тачно приказао облике лишћа, али се такође бавио и ритмом раста биљке и неухватљивим квалитетима природног живота и кретања: лишће изгледа као да расте пред нашим очима, као код оних модерних документарних снимака раста и цветања биљака. Лакоћом холандских мајстора прелазио је са микрокосмоса – ситних детаља – на макрокосмос – крупни свет – слично као фламански мајстор Јан ван Ајк чије је дело можда и познавао. Током боравка у Милану, пењао се на падине оближњих Алпа и забележио оно што је видео, приметивши, на пример, фосилизоване шкољке уграђене у седиментне стене. Израчунавши време потребно да природа произведе сличан феномен и да фосили шкољки доспеју до таквих висина, закључио је да свет није могао бити створен 4004. године п. н. е., како су тврдили тадашњи теолози.

У својим белешкама Леонардо је описао и немерљиву моћ уметника:

„Сликар је господар свих ствари које човеку могу пасти на памет и због тога, ако жели да види лепоте које ће га очарати, он има моћ да их створи; ако му се прохте да види ствари које уливају страх, или шаљиве и смешне, или које стварно изазивају сажаљење, он влада њима и може да их створи. А ако хоће да створи пусте пределе, хладовита и свежа места за време врућине – он их наслика, а тако исто и топле пределе за време зиме. Ако жели долине – исто; ако жели да са високих планинских врхова открије широко поље, или ако му се прохте да после њих види хоризонт мора – он то може; а исто тако ако жели да из ниских долина види висока брда, или са високих брда ниске долине и песковите обале. И, заиста, оно што постоји у свету као суштина, стварност или машта прво пролази кроз његов дух, а затим кроз руке, а оне су толико изврсне да истовремено једном једином погледу пружају складну хармонију какву дају ствари.”

Сличну вештину је показао у једном цртежу црвеном кредом где је приказан један пејзаж у наоблаченој алпској долини, са олујом која досеже до снежних планинских врхова. Ниједан ранији уметник није тако уверљиво приказао пространство природног света и његову пролазност.

Поред задовољства које су му такве студије пружале, оне су Леонарду помагале у промоцији једног од његових омиљених уверења, оног о надмоћи сликара над другим уметницима. У доба ренесансе Бог је неретко називан уметником и његов процес стварања света упоређиван са процесом стварања уметничких дела. Леонардо је преокренуо метафору приказујући уметничко стваралаштво аналогно божијем: „Божанство које користи сликареву науку оперише на такав начин да се сликарев ум претвара у копију божијег ума, пошто ради слободно стварајући различите врсте животиња, биљака, воћа, пејзажа, крајолика, рушевина и других места која изазивају дивљење и поштовање.”

У Леонардово доба, сликарство је и даље било искључено из слободних уметности упркос ранијим напорима. У Трактату о сликарству (који је након његове смрти уредио његов ученик Франческо Мелци), опширном аргументацијом је заговарао не само укључивање сликарства у слободне уметности већ и његово преимућство над поезијом или музиком, пошто ове овисе од чула слуха, а око је за Леонарда, као што смо већ упознали, надмоћније чуло. Тврдио је да је боље бити глув него слеп и истицао да када последња нота песме замре, музика је готова и мора се изнова свирати да би постојала, док је слика стално ту. Питао је да ли је неко путовао далеко да прочита неку песму, док су слике циљ многих путовања и ходочашћа. Након више сличних аргумената, Леонардо се усмерио на вајарство, за које је сматрао да не спада у слободне уметности, или у најмању руку да му је место ниже на лествици, испод сликарства. Елегантно одевен и углађен сликар могао је радити седећи у атељеу уз отворене прозоре кроз које пирка благи поветарац, без неког физичког напора. Вајар мора клесати камен чекићем и длетом, знојећи се и прекривен мермерном прашином која се меша са знојем стварајући пескасту пасту. Вајар такође трпи заглушујућу буку чекића и длета који ударају у тврди камен.

Пошто су у тадашње слободне уметности спадале само интелектуалне активности у које није укључен механички и физички рад, аргументација је овде имала за циљ да покаже да је сликарство интелектуална а не физичка или механичка активност.

Остала интересовања Леонардова интересовања су такође била практичне и научне природе; многи његови цртежи су инжењерске студије канализационих одвода, система за наводњавање, преноса воде каналима и војних машина и оружја. Урадио је и низ цртежа из птичије перспективе где је приказао простране погледе централне Италије. На једном од њих је приказао Арецо лево од Перуђе у горњем десном углу, са Сијеном доле лево од центра. Леонардово познавање географских терена, што му је омогућило да у ствари прикаже оно што ми данас зовемо перспектива из ваздуха (или поглед), је веома упечатљиво. Овај цртеж је очигледно део пројекта за пренос воде у Арно из језера у долини Кијана, мада је такође могао имати неку сврху за војне походе Чезара Борџије. Леонардо је такође могао, без бенефита испитивачких инструмената, да нацрта рељефне мапе у модерном смислу, у којима су теренска узвишења, брда и планине, осенчена у складу са њиховом висином. десно|мини|408x408пиксел|Леонардов Витрувијев човек, око 1485, перо и мастило на папиру.