Рассматривая все эти проблемы, Энгельс не ограничивается простой констатацией того или иного естественнонаучного открытия, но, применяя диалектико-материалистический метод, по-новому интерпретирует важнейшие достижения естествознания. Так, например, говоря о значении открытия Р. Майера и других ученых, установивших закон сохранения энергии, Энгельс подчеркивает, что специфически новым в этом открытии была именно формулировка абсолютного закона природы: любая форма движения способна и вынуждена превращаться в любую другую форму движения. Энгельс обогащает понимание закона сохранения энергии, выдвигая положение о том, что энергия неуничтожима не только в количественном, но и в качественном отношении, что в бесконечной вселенной ни одна из форм движения, превращаясь в другие формы движения, не может совершенно исчезнуть как таковая. Или, говоря о всемирно-историческом значении открытия Дарвина, Энгельс вместе с тем указывает, что Дарвин отвлекался от причин изменения организмов, подвергает критике одностороннее представление, абсолютизирующее «борьбу за существование», подчеркивает роль среды в развитии организмов и роль обмена веществ как их определяющей функции.
Применяя диалектико-материалистический метод, Энгельс решает ряд проблем современного ему естествознания, намечает пути дальнейшего развития науки и предвосхищает некоторые из ее позднейших завоеваний. Так, например, Энгельс решил вопрос о двоякой мере движения; анализируя противоречия современного ему учения об электричестве, он предвосхитил теорию электролитической диссоциации.
В отличие от большинства современных ему ученых Энгельс защищает и развивает мысль о сложности атомов: «Атомы отнюдь не являются чем-то простым, не являются вообще мельчайшими известными нам частицами вещества» (там же, стр. 585). Энгельс гениально предвидел существование частиц, являющихся аналогами математических бесконечно малых величин различных порядков. Современное учение о строении материи подтвердило и продолжает подтверждать взгляды Энгельса относительно сложности атома и его неисчерпаемости. Точно так же, развивая понимание материи как единства притяжения и отталкивания, Энгельс указал на принципиальную возможность существования такого вида материи, которая — говоря языком современной физики — не имеет массы покоя, что и подтвердили открытия XX века.
В «Диалектике природы» Энгельс впервые сформулировал свое определение жизни: «Жизнь есть способ существования белковых тел» (там же, стр. 616). Это определение явилось отправным пунктом в исследовании вопроса о происхождении и сущности жизни.
Одной из крупнейших заслуг Энгельса является разработка трудовой теории антропогенеза. В блестящем очерке «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека» Энгельс с непревзойденным мастерством выясняет решающую роль труда, производства орудий, в формировании физического типа человека и в образовании человеческого общества, показывая, как из обезьяноподобного предка в результате длительного исторического процесса развилось качественно отличное от него существо — человек.
Во всех отраслях науки Энгельс поддерживает, выдвигает на первый план и развивает дальше передовые воззрения и теории. В частности, он высоко оценивает научный подвиг великого русского ученого Д. И. Менделеева, создавшего периодическую систему химических элементов. Вместе с тем Энгельс решительно борется с теми представлениями, которые уже не соответствовали новейшим достижениям науки и тормозили дальнейший прогресс исследования. Так, например, он подвергает глубокой критике гипотезу Р. Клаузиуса — У. Томсона — Й. Лошмидта о так называемой «тепловой смерти» вселенной. Энгельс показывает, что эта модная гипотеза противоречит правильно понятому закону сохранения и превращения энергии. Принципиальные положения Энгельса о неуничтожимости движения не только в количественном, но и качественном смысле и о невозможности, в связи с этим, «тепловой смерти» вселенной наметили путь, по которому пошло дальнейшее развитие передового естествознания.
Вскрывая диалектику природы, Энгельс на протяжении всего своего труда ведет непримиримую борьбу против различного рода антинаучных тенденций среди представителей естествознания — против вульгарного материализма, метафизики, идеализма и агностицизма, против одностороннего эмпиризма и механицизма,спиритизма и иных влияний религиозной идеологии.