毛泽东还注意阅读各种自然科学著作。早在青少年时代，毛泽东就用心阅读了达尔文的《物种起源》和赫胥黎的《天演论》。革命战争年代，虽然没有条件学习研究自然科学、技术科学，但他一直保持着浓厚的学习兴趣。

新中国成立后，为了领导新中国的经济和科学技术建设与发展，毛泽东夜夜黄卷青灯，常常通宵达旦学习阅读农业、土壤、机械、物理、化学、水文、气象等自然科学方面的书籍。

毛泽东晚年，视力已经很差了，尤其到逝世前的几年，卧床不起了，但他每天还非常用心阅读一些大字本自然科学论述 ，如杨振宁的《基本粒子发现简史》以及《动物学杂志》、《化石》、《自然辩证法》、《科学大众》等刊物。“直到1976年，在他生命垂危的最后岁月，他还在阅读英国人李约瑟著的多卷本《中国科学技术史》。”

毛泽东对自然科学的学习研究，主要为了推动新中国科学技术的建设与发展。所以，他的学习研究与国家科技的建设发展具有同步性。

1958年，毛泽东要求全党工作的重点转到技术革命和经济建设上来。他说：“提出技术革命，就是要大家学技术，学科学。”“过去我们有本领，会打仗，会搞土改，现在仅仅有这些本领就不够了，要学新本领，要真正懂得业务，懂得科学和技术，不然就不可能领导好。”

1958年7月，毛泽东参观机床展览后，即让秘书找来《无线电台是怎样工作的》《1616型高速普通车床》等科技小册子。

1959年1月，苏联发射了一枚宇宙火箭。第二天，毛泽东就向有关人员索要了若干本关于火箭、人造卫星、宇宙飞船等通俗著作。

1960年11月，毛泽东阅读了《光明日报》的技术革新文章，请《红旗》杂志转载，并代《红旗》杂志编辑部写信给论文作者。

毛泽东对自然科学的学习是真下功夫的。杨尚昆回忆说：毛泽东提倡学习，不是说说而已，他买了许多书来读，还把中学物理、化学实验的仪器买来研习。毛泽东记得很多化学分子式。

毛泽东始终追踪自然科学的发展前沿，不断地与中外的知名科学家学习讨论，例如钱三强、李烛尘、周培源、于光远、杨振宁、李政道、坂田昌一等。

毛泽东不但为中国科学技术的发展而刻苦学习自然科学，而且以他那哲学家的智慧、理论家的品质，对自然科学的某些问题提出独特的见解。例如，关于物质的无限可分性、自然界有更深的统一等。

“毛粒子”是对构成物质的所有假设的组成部分的命名，这是1977年在夏威夷召开的第七届世界粒子物理学讨论会给予毛泽东的荣誉，是诺贝尔物理学奖金获得者格拉肖提议的，真诚地表达了一个科学家对一个哲学家的深刻见解的敬意。

新中国科学技术事业的发展，倾注了毛泽东的心血。1958年9月，毛泽东外出视察，在行进的列车上，张治中这位前国民政府的高官，发现毛泽东正聚精会神地钻研冶金工业的书。他很诧异，一个国家的最高领袖还做这事啊！是的，只有人民的伟大领袖，才能为国家操这份心。