Натурализм как художественный метод опирался, во-первых, на позитивистскую философию Огюста Конта, основным принципом которой была декларация «биологического фактора» как определяющего в истории человечества. Второй основой натурализма явилась социологическая эстетика Ипполита Тэна. Человек, писал Тэн, не меняется с течением времени, потому что в своей основе он доисторический зверь, полный животных инстинктов и лишь слегка покрытый «позолотой цивилизации». Третьим «китом» натурализма явился «экспериментальный метод Клода Бернара». Основное положение этого метода – вера во всемогущество науки. Применительно к литературному творчеству это означает, что единственной надежной гарантией правдивости творчества является опора на факты физиологии человека. На основании этих предпосылок Золя сформулировал основные принципы нового «экспериментального романа», натуралистического романа, главным из которых было «портретирование жизни», строгая приверженность факту и отсутствие запретных тем. Судьба человека, писал Золя, определятся наследственностью и средой. Сама же личность бессильна противостоять этому влиянию или не подчиниться ему.
Итоговым произведением молодого писателя стал роман «Тереза Ракен» (1867), ставший ярким образцом «физиологического романа». Эту книгу сам автор назвал «клиническим исследованием любви».
В основе сюжета – банальный любовный треугольник: Тереза Ракен и ее любовник Лоран убивают мужа. Чтобы освободить себе дорогу к новому браку. Но свобода не принесла счастья: из любовников Тереза и Лоран сделались сообщниками, боящимися взаимного разоблачения. Вывод Золя однозначен: «Любовь героев является удовлетворением их физиологической потребности, а угрызения совести – не более чем расстройство нервной системы – душа здесь совершенно отсутствует».
К 1868 году относится замысел серии романов о нескольких поколениях семьи Ругон-Маккаров. Золя задался целью изучить на примере этой семьи вопросы наследственности и воспитания, взаимодействия нравственности и среды. Вместе с тем писатель решил показать и жизнь всей Франции периода Второй империи от государственного переворота до последнего времени. В эпопею о Ругон-Маккарах вошло 20 романов, посвященных различным социальным срезам: рабочим, крестьянам, буржуазии, мелким лавочникам и ремесленникам, людям искусства.
Первый роман цикла – «Карьера Ругонов» (1871) – это роман-памфлет, повествующий о родоначальнице всего семейства Аделаиде Фук и о двух ее браках. От крестьянина Ругона появилась ветвь Ругонов – дельцов-буржуа; от ремесленника Маккара – ветвь Маккаров– рабочих. Аделаида – очень нервная и странная женщина, ее мужья – алкоголики, и Золя прослеживает на примере ее потомков влияние этой дурной наследственности, утверждая главную мысль о том, что наследственная предрасположенность – это главный рычаг поступков героев в жизни. Воспитание и образование могут навести на человека внешний лоск, но нисколько не изменить его суть. Гюстав Флобер отозвался об этом романе как о «жестокой и прекрасной книге».
В романе «Добыча» (1871) на сцену выходит сын Аделаиды Аристид Ругон, который поставил себе цель – разбогатеть всеми возможными способами. Он пускал в дело «все, что попадалось ему под руку, – женщин, честь, детей, мостовые, совесть». Его история свидетельствует о том, «как низко пало общество и мораль, как глубоки нравственные язвы, разъедающие его члены». «Его превосходительство Эжен Ругон» (1876) – это роман о политике, где нет морали, а есть только политическая целесообразность, в чем убеждается брат Аристида Ругона – Эжен.
Страшная метаморфоза произошла с Парижем на протяжении XIX века. Если в его начале символом города был собор Парижской Богоматери, как об этом писал Виктор Гюго, то на его исходе символом Парижа стал Центральный рынок, его чрево, о чем повествуется в романе «Чрево Парижа» (1873). В каждом своем романе Золя воссоздает дерзкие и глубоко правдивые картины моральной деградации общества: от верхов до низов. О взлете и падении куртизанки Нана, которая «словно золотая муха с кучи навоза взлетела к самым высоким кругам общества», рассказано в романе «Нана», который также произвел большое впечатление на Флобера. В письме к Золя он написал, что «совершенно обалдел от этой великолепной книги, что характеры изумительно правдивы, а смерть Нана достойна кисти Микеланджело».