早期的科学史研究大多从属于科学，其目标往往在于述说某一科学领域里的学术沿革，但自19世纪中期惠威尔撰写其著名的《归纳科学史》与《归纳科学的哲学》，科学史研究就开始获得了一种新的研究形式：综合科学史。区别于传统的沿革史，综合科学史所描述的是科学与人类理智的整体进步，它通过这种描述为科学事业在当时社会里全面实现建制化进行辩护。惠威尔所采用的推理模式是：科学在进步，而人文学术不存在进步，因此，社会进步是由科学进步导致的；因此，社会应大力发展科学事业。
科学史研究虽然有着久远的历史，但它发展成为一门独立的学科却是20世纪里发生的事情。科学史在西方国家实现建制化历程，以1913年萨顿创办Isis并提倡发展综合科学史作为其启动标志，以本世纪50年代末60年代初美国许多大学纷纷设立科学史博士研究生培养计划作为其完成标志。
从青年时代起，萨顿就将促使科学史学科化引为自己毕生的奋斗目标。萨顿认为科学史具有崇高的价值：“按照我的理解，科学史的目的是，考虑到精神的全部变化和文明进步所产生的全部影响，说明科学事实和科学思想的发生和发展。从最高的意义上说，它实际上是人类文明的历史。其中，科学的进步是注意的中心，而一般历史经常作为背景而存在。”
那么，什么是科学史？萨顿从其实证科学观出发给出了其著名的定义、定理与推论：“定义：科学是系统的、实证的知识，或在不同时代、不同地方所得到的、被认为是这样的东西。定理：这些实证知识的获得和系统化，是人类唯一真正具有积累性和进步性的活动。推论：科学史是唯一能体现人类进步的历史。事实上，这种进步在其它任何领域都不如在科学领域那么确切、那么无可怀疑”。
萨顿构想了这样一种总体研究规划：以百科全书式的综合来从总体上勾勒科学（即实证知识）之进步，并配之以人物传记研究以及其它类型（如运用计量方法）的科学史研究。将之付诸于自己的史学实践，他甚至产生了这样一种梦想：将古往今来科学之进步历程汇聚于同一部巨著之中。为之，他开始撰写其《科学史导论》。
但是，萨顿的《科学史导论》注定是一个难以为继的写作工作。当他进入中世纪科学史的研究，他便发现有关科学的文献按几何级数的形式多了起来，并意识到这项写作工程绝非凭一己之力所能完成。尽管如此，萨顿的不懈的努力和他英雄般的气质，感染了与他同辈的一些科学史家，并促使综合科学史成为当时科学史领域的主导研究形态。
而今我们重审萨顿的工作，需要看到的是：萨顿的综合，是要建构并发展综合科学史的基本纲领，以此促使科学史成为一门独立的学科；他撰写《科学史导论》，是想以科学知识史线索为主线来挂接其他类型的科学史研究，使之从整体上成为一种真正的文明史研究，实现人类知识的大综合，并以此表达一个人文主义者对真、善、美的统一理解。而且，这样一条在今人看来不那么合适的主线，在萨顿而言，不但是唯一的选择，而且是可行的选择。这样一种选择，正暗含着他那一代人对于科学及其历史的基本看法或信念，暗含着当时的社会公意。正因为此，科学史才得以在当时美国社会中获得其生长所必须的社会－文化空间，才开始成为一独立的研究领域。
较之于萨顿，柯瓦雷科学思想史纲领则以更富于魅力的方式，展现了科学的进步。像萨顿一样，柯瓦雷认为科学史要以揭示科学进步为主题，他以自己的方式认同了科学进步观──科学在进步而且这一进步将促进人类的进步；而且，他同样怀有综合的理念。但是，区别于萨顿，柯瓦雷厌恶一切形式的实证论，他所传承的是观念论的科学史研究传统。他相信：人类思想，尤其是最高级形式人类思想是统一的，而科学思想以及由之决定的世界观对近代以降的人类思想历程产生了不容忽视的影响。
柯瓦雷以科学思想为科学史研究之本体，强调科学思想史的价值并将哲学史中概念分析的方法引入科学史研究，构建了其极富于魅力的科学思想史编史纲领：“科学思想史，就我的理解以及我据此努力实践的而言，旨要把握科学思想在其创造性活动的过程本身中的历程。为此，关键是要把所研究的著作置于其思想和精神氛围之中，并依据其作者的思维方式和好恶偏向去解释它们。”
柯瓦雷还就科学思想史研究之问题域开列了一份清单，他将牛顿体系及其哲学引伸和解释、麦克斯韦综合的场论的历史、概率演算的历史和哲学基础、无穷概念和数学基础问题、近代科学的哲学根源这五大主题列于其上。在实践中，他将其主要精力集中在从哥白尼到牛顿的物理学革命上，撰写了《伽利略研究》（1939）、《从封闭的世界到无限的宇宙》、《牛顿研究》等著作，从而沿着清晰的线索将科学革命（The Scientific Revolution）展现为科学思想的辉煌进步。