对于自然山水成因规律的科学探索，早有许多科学家作出过卓越的贡献，如宋代科学家沈括曾考察雁荡山风景地貌的成因，认为是流水对地形的侵蚀作用形成的。明代地理学家徐霞客，前后用30年时间，遍历中国名山大川，考山脉，探河源，洞察山川的美学特征，并探究其成因，尤其对岩溶地貌的考察研究，遥遥领先于世界岩溶地貌科学的前列。
用现代自然科学来研究名山大川，开创于本世纪之初，而全面广泛地研究山水自然科学，如地质、地貌、植被、水文、气候、生态等科学，则是解放以后的事。据笔者对全国大多数传统名山大川考察来看，尤其是山岳风景区，其自然景观的典型性，多具有较高的科学价值，也就是说，中国传统山水观认为具有美学价值的自然景观，今天从自然科学观点来看，也往往具有某类或几类科学价值。因此，我国的名山大川，不仅是审美对象，而且是研究和了解地球演变的天然博物馆。随着现代自然科学的发展，人与大自然的精神关系也将进入新的美学和科学教育的时代。
随着人与大自然精神交往的深化和山水文化的丰富和发展，名山大川的功能也在不断地丰富和发展，形成今天以审美和科学教育为主的多功能的精神文化活动中心。