Criada no âmbito das reformas da Universidade de Coimbra de 1772, a faculdade de Filosofia Natural tinha duração de quatro anos e contava com quatro cadeiras: Filosofia racional e moral; História natural; Química teórica e prática (ministradas pelo naturalista italiano Domingos Vandelli); e Lógica, Metafísica e Ética (cujo lente era Antônio Soares Barbosa). Em 1791, foram criadas as cadeiras de Botânica e Agricultura; de Zoologia e Mineralogia; de Física; e de Química e Metalurgia. Os doutores formados eram chamados de naturalistas. Influenciadas pelo espírito experimental, pragmático e racional das Luzes, o ensino era orientado para a prática, reduzindo-se bastante as matérias do “espírito” (teóricas e humanistas, que refletiam a tradição inaciana na educação que se pretendia substituir). Nesse sentido, a concepção de filosofia passou a ser a da filosofia natural, de orientação agostiniana, superando a tradicional filosofia racional e moral, de orientação aristotélica. Seguindo a orientação pragmática, foram instalados anexos que serviam de laboratório para os estudantes, como o Observatório, o Museu e Gabinete de Física, e o Laboratório Químico, que junto ao Horto (depois Jardim) Botânico formavam o Teatro da Natureza e serviam principalmente  ao estudo prático de botânica, história natural, medicina, física, química, entre outras matérias.