可囫囵吞枣，急于求成。熟读精思即是读书既要熟读成诵，又要精于思考。虚心涵泳中的“虚心”，是指读书时要反复咀嚼，细心玩味。切己体察强调读书必须要见之于自己的实际行动，要身体力行。着紧用力包含两方面的意义：一是读书必须抓紧时间，发愤忘食，反对悠悠然；二是必须精神抖擞，勇猛奋发，反对松松垮垮。居敬持志中的“居敬”，强调读书必须精神专注，注意力高度集中。所谓“持志”，就是要树立远大志向，并以顽强的毅力长期坚守。
朱熹阐述“格物致知”时说：“上而无极、太极，下而至于一草一木一昆虫之微，亦各有理。一书不读，则阙了一书道理；一事不穷，则阙了一事道理；一物不格，则阙了一物道理。须着逐一件与他理会过。”“天地中间，上是天，下是地，中间有许多日月星辰，山川草木，人物禽兽，此皆形而下之器也。然而这形而下之器之中，便各自有个道理，此便是形而上之道。所谓格物，便是要就这形而下之器，穷得那形而上之道理而已。” 认为对天文、地理、生物、农业、气象等万事万物都应该研究。
朱熹对于古代医学经典《黄帝内经》、着名天文学家张衡的《灵宪》以及历代天文地理知识都有涉猎，特别是对北宋自然科学家沈括名着《梦溪笔谈》钻研尤深，使得《梦溪笔谈》成为其科学思想的来源之一。朱熹着有《参同契考异》，并对一些自然现象进行过实际的考察和研究，如从对高山螺蚌壳的考察去研究地球的变化等，如月用胶泥制作过立体地图。朱熹学生黄斡在《朱先生行状》中称朱熹“至若天文、地志、律历、兵机，亦皆洞究渊微。”朱熹67岁时曾回忆说：“某自五、六岁，便烦恼道：‘天地四边之外，是什么物事？见人说四方无边，某思量也须有个尽处。如这壁相似，壁后也须有什么物事。其时思量得几乎成病。到而今也未知那壁后是何物？”从小就关心天文问题，甚至思想得几乎成病，至老都在思量天地壁后是何物。这都说明，他把理学推向鼎盛时期，使儒学的哲学化达到很高的水平，是有丰富的自然科学知识和思想作基础的。
朱熹重视观察实证：“历法恐亦只可略说大概规模，盖欲其详，即须仰观俯察乃可验。今无其器，殆亦难尽究也。” 提出要更好地研究历法，需要有好的观测仪器进