В первой половине XIV в. ортодоксальная схоластика, стремившаяся примирить веру и разум за счет подчинения философского знания теологии, подверглась атаке со стороны ученика Дунса Скота английского мыслителя Уильяма Оккама (ок. 1300—1350). Он окончил Оксфордский университет, где были сильны традиции опытного знания, заложенные еще Роджером Бэконом. Оккам утверждал, что теология должна заниматься лишь вопросами веры и не вмешиваться в сферу разума. Задача знания — постижение реально существующих единичных вещей с помощью опыта. Общие же понятия (универсалии) являются знаками («терминами») и существуют лишь в уме, хотя и не лишены полностью объективного значения. Большой интерес представляют идеи Оккама о вечности движения и времени, о бесконечности и однородности вселенной. Однако, развив плодотворное учение об опыте, как основе и источнике познания мира, Оккам ограничил средства познания знаками («терминами» — отсюда учение Оккама называют «терминизмом»). Противоречия оккамизма в дальнейшем привели к образованию двух течений среди его последователей, которых было много во всех странах.
Центром одного из них, наиболее прогрессивного, послужившего философским обоснованием для естественнонаучного знания в XIV в., стал Парижский университет. Его представители, ученики Оккама, Жан Буридан (1300—1360), Никола Орем (1323—1382) и др. интересовались физикой, механикой, астрономией и выдвинули ряд положений, которые расходились с распространенными до этого в схоластике взглядами Аристотеля.
Орем попытался сформулировать закон падения тел, развил учение о суточном вращении земли, выдвинул идею применения координат. Альберт Сакский высказал предположения о строении земли, предвосхитившие геологические гипотезы Леонардо да Винчи, предугадал некоторые законы статики. Другой французский последователь Оккама Николай из Отрекура совсем порвал с аристотелизмом. Философы, по его мнению, вместо того, чтобы комментировать Аристотеля и Аверроэса, должны наблюдать природу. В объяснении природы Николай был близок к атомистической концепции Демокрита, считая, что реальной сущностью природы является материя, состоящая из атомов. Смелое и новаторское учение Отрекура, с которым в схоластику проникло веяние материализма, вызвало осуждение церкви, которая в 1347 г. вынудила ученого к отречению. Книги его были сожжены.
Борьба церкви с прогрессивным течением оккамизма, его неоднократное осуждение (последнее в 1474 г.) способствовали развитию и распространению, особенно в XV в., его другого направления — формально-логического, в центре внимания которого было изучение знаков — «терминов» как самостоятельных логических категорий. Схоластика вырождается в абстрактную игру слов. Словесная эквилибристика, потерявшая позитивный смысл, окончательно скомпрометировала ее, вызывая насмешки и презрение со стороны деятелей Возрождения. В XIV в. в схоластику широко проникает мистицизм. Его выразители в университетской среде Ж. Жерсон, Пьер д’Айи завершили критику аристотелизма как основы богословской системы Фомы Аквинского. Науке нет места в пропагандируемой ими «рассуждающей теологии».
Для XIV—XV вв. характерно дальнейшее развитие и накопление практических знаний, связанных с экономическими потребностями феодального общества.
Значительных успехов достигла медицина. Хотя по-прежнему главными авторитетами оставались работы античных и арабских врачей (особенно Галена и Авиценны), средневековыми врачами был накоплен большой собственный опыт. Борьба с церковью за право анатомирования трупов частично увенчалась успехом: в 1376 г. медицинский факультет в Монпелье получил разрешение на анатомирование одного трупа в год. Следом подобные права получили и другие университеты. Это способствовало более углубленному изучению анатомии. Создаются первые анатомические атласы. Усложняются хирургические операции (вплоть до трепанации черепа). Большое внимание стало уделяться санитарному состоянию городов и личной гигиене. В больших городах (Лондоне, Париже) принимаются первые постановления против загрязнения воздуха и рек. Успешно развивается фармакология. В «Салернском кодексе» Арнольда да Вилланова (1235—1313), известного испанского врача и алхимика, даются описания ядов и противоядий, лечебных свойств различных растений и способы их употребления. Делаются попытки применить данные алхимии в медицине. Они завершаются в XVI в. созданием врачом Парацельсом нового направления в алхимии — ятрохимии, в основе которой лежало использование в качестве лекарств неорганических соединений. Развитие медицины, все более освобождаясь от церковной опеки, сдерживалось ее связью с алхимией, астрологией, черной магией, которые широко распространились в условиях духовного кризиса XIV—XV вв.
Со второй половины XIII в. усиливается реалистическое направление в алхимии. Были разработаны новые методы постановки опытов, усовершенствована аппаратура: перегонный куб, с помощью которого еще в XI в. был получен алкоголь, химические печи, аппараты, применяемые для длительного нагревания на огне, фильтрации и дистилляции, открыты или усовершенствованы способы получения минеральных и растительных красок, металлических сплавов, кислот, щелочей, солей, соды. Однако начиная с XIV в. в поисках способов трансмутации металлов алхимики все больше отходят от ремесленного производства, относясь к нему с презрительным пренебрежением. Совершая опыты в глубокой тайне, они пытались достигнуть своих целей с помощью астрологических выкладок, заклинаний, молитв и гаданий. Поэтому вклад алхимиков незначителен по сравнению с ремесленной практикой этого периода.