春秋戰國時期，是我國古代哲學第一個發展繁榮時代，也是自然科學發展的源頭。在這個時期，各門自然科學從哲學中分化出來，形成獨立的學科。在當時，我國的天文曆法、氣象、音律、幾何數學等學科，均佔據世界領先地位，聲、光、力等物理學科也發展到了一定的水準，這些自然科學的成就豐富了中醫學的內容。
 
天文學：認為元氣是自然界的本源，宇宙萬物由氣構成，是氣的運動變化而形成的。這一觀點被引用於醫學，《黃帝內經》認為氣是造化之器，人體也是由精氣構成的，人體之氣的運動是生命的標誌。又如古代星座分三垣二十八宿，三垣星位於中央，東南西北每一方位均有七星，共計二十八星。中醫認為人體內衛氣運動與古代星座相應，是按照天上二十八星宿的周天規律運行的。衛氣白天行於陽二十五周，夜間行於陰二十五周，一晝夜運行五十周。天上有二十八星辰，人有二十八種脈象，通過“天人相應”，可瞭解人體的健康情況。
 
曆法：地球公轉一周為一年，一年有十二個月，三百六十五天。人是一個小宇宙，人與自然界存有共同規律，故人體有十二經脈，三百六十五絡脈，三百六十五穴位，《神農本草經》記載有三百六十五種中藥。古人把廣闊無限的三維空間稱為“宇”，把時間的長久與短暫名為“宙”，宇宙是時間與空間密切相連的時空合一觀，“古往今來謂之宙，四方上下謂之宇”。中醫學也十分注重時空合一觀的應用。浮沉脈為空間的不同，遲數脈屬時間的變化，並以此作為脈法的大綱，闡述其他二十八脈的特點，各種複合脈均具備位置或速度等基本特徵，又兼有其他方面的參數，如細脈就具有位置在裏，下沉和細小的特點。與時空合一觀有關的理論，還有主張以日、時的變化，決定某天某時治病應取的穴位。
 
氣象學：在治療方面，也強調因時制宜，提出臨床治療需根據季節、氣候的不同，選用藥物，故有“用熱遠熱、用寒遠寒”之說，就是說在夏季氣候炎熱的時候，要慎用溫熱藥物；冬季氣候寒冷的時候，慎用寒涼藥物。
 
地理學：不同地區的環境氣候、水土風俗、生活習慣不同所產生的疾病也不同，對此中醫強調因地制宜，根據地理環境特點，選用不同藥物和方法，如南方氣候潮濕溫熱，病人常常感受濕熱病邪而生病。東北地區氣候寒冷，人們常因感受寒邪而生病；又如瘧疾、黑熱病等多見於雲貴高原地區；而哮喘、關節病多見高寒地區。治療用藥、針刺、推拿手法，也要根據地區的不同，東北地區用藥量大，針刺、推拿手法相對要重一些才能去病；而廣東沿海地區則用藥量相對小一些，針刺、推拿手法相對也要輕一些，手法太重則病人不能耐受。
 
物理、化學：中國古代的煉丹術是最早的化學實驗。在煉丹過程中，人們發現了不少新的化合物，積累了豐富的煉製經驗。一些製作外用藥的方法，如膏藥、貼敷、皮膚科、外科的外敷用藥，至今仍在使用，效果非常好。中醫用磁石治病的歷史悠久，近年來又重新引起了人們的重視。磁石即天然磁，是一味常用的中藥。古代醫書還記載了利用磁能吸鐵的原理，治療小兒誤吞針類物質。中醫火罐療法使罐內形成負壓，利用大氣壓的原理達到治病目的。
 
此外，音樂、書畫等藝術與中醫學也有密切關係，如音樂抑揚頓挫，對人的精神情感有影響，進而影響到人的生理、病理。中醫學以五音配五臟，五音的不同頻律及樂曲旋律對五臟的影響也不同。近幾年，有報導說根據五音與臟腑的關係編寫的音樂作品，用於治療糖尿病等慢性疾病，收到了滿意的效果。