До Феофраста ботаника представляла собой как бы некое добавление к зоологии. Объясняется это тем, что греческие философы склонны были рассматривать растения и животных как нечто весьма сходное. Анаксагор считал, что деревья могут радоваться и печалиться; Менесторат и Клидем думали, что те и другие состоят из одинаковых элементов; Аристотель не останавливался перед очень смелыми аналогиями между растениями и животными: по его мнению, в растения превратились маленькие многоногие животные; «у растения верх внизу, а низ вверху: ведь корни у растений имеют свойства рта и головы...» («О частях животных», IV.10.686b). Платон высказал, правда, предположение, что растение представляет собой нечто, совершенно отличное от животного, но эта вскользь брошенная мысль не повела ни к каким дальнейшим выводам. Феофраст первый доказал принципиальное различие между животным и растением. В «Исследовании...» (I.1.4), говоря о частях растения и животного, он указывает, что если в частях растения искать сходства с частями ( = органами) животного, то окажется, что, в то время как у животного число таких частей всегда постоянно и одинаково, у растения это число неопределенно и изменчиво. Если же не считать частями, например, листья, цветки, плоды, то выйдет так, что как раз то, что и составляет растение, его частями не окажется. Нельзя, следовательно, рассматривать растения и животных одинаково и «излишне стремиться сравнивать во что бы то ни стало то, что не может быть сравниваемо». Между частями растения и животного может существовать только некоторая аналогия, т. е. сходство в функциях. Решительным аргументом в пользу своих утверждений Феофраст выставлял именно определенное и постоянное число частей у животных и всегда меняющееся число частей у растения. Он первый установил принципиальную разницу между «замкнутой системой животного организма» и «открытой системой растения». Увидеть же единство растительного и животного мира, заключающееся не только в их органах, доступных невооруженному глазу, но в их функциях, отправлениях, клеточном строении и т. п. было, конечно, для античной биологии невозможно.
В числе вопросов, занимавших Феофраста при изучении растительного мира, был вопрос о соотношении между растением и окружающей его средой. Собственные наблюдения над разным характером растительности в разных местностях, Греции (например контраст между горами Македонии, покрытыми великолепным лесом, и голыми горами Аттики), беседы с земледельцами и садовниками, которые рассказывали ему, какую почву любит и в каком климате хорошо идет то или другое растение, наконец, рассказы о заморских растениях, свойственных только южным дальним странам, — все это убеждало его в том, что между растением и средой, в которой оно живет, существует определенная связь, что растение предъявляет и к почве, и к климату, и к местоположению определенные требования. И в то же время эти садовники и пахари сообщили ему, какое значение имеет уход за растением и как этот уход изменяет природу самого растения и заставляет его приспосабливаться к условиям, которые без этого ухода оно не могло бы перенести. Он, правда, считал, как считали и те, кто беседовал с ним на такие темы, что природа растения кладет предел всяким усилиям человека: не мог же плющ прижиться в вавилонских парках, несмотря на все старания Гарпала (IV.3), Возможность преобразования природы во всей широте своей не могла, конечно, представиться уму в условиях рабовладельческого общества. Замечательно и то, что первые шаги в этом направлении были сделаны простыми людьми древней Греции и что их усилия и результаты этих усилий внимательно отметил л оценил один из крупнейших мыслителей древнего мира.
Ботанические работы Феофраста отмечают собой поворотный пункт в истории естественных наук. Наблюдения Аристотеля до сих пор поражают своей точностью, но объяснения тем фактам, которые он подметил с такой остротой, Аристотель дает на основании отвлеченных умозрительных теорий: он неизменно остается натурфилософом. Только Феофраст в своих ботанических работах позднего периода сумел подойти к явлениям природы без предвзятой и насилующей, заранее составленной системы. Его метод исследования состоял в точном наблюдении над организмом и в установлении соотношений между ним и целым рядом внешних факторов; то, что не поддавалось наблюдению и чувственному восприятию, как, например, «горячее» и «холодное» и прочие «силы», которыми его предшественники объясняли жизненные процессы, происходившие в растении, было совершенно исключено. Теоретические и дедуктивные построения Феофраст считал областью философии и метафизики. Он отошел от них и указал для естественных наук принципиально иной метод изучения явлений природы. Им был сделан решительный шаг от идеалистического понимания природы к материалистическому: здесь он был великим новатором своего времени и создателем научного подхода к изучению растительного организма.