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Nel corso della seconda metà del Seicento l'eredità scientifica di Galileo era stata progressivamente estesa, per merito dei suoi numerosi allievi e seguaci, dall'ambito delle discipline fisico-matematiche alle discipline naturalistiche e medico-biologiche. Le indagini anatomo-fisiologiche, zoologiche e botaniche avevano costituito i principali campi di ricerca nei quali il nuovo metodo sperimentale aveva raggiunto risultati che, da quel momento in poi, sono entrati a far parte del patrimonio della scienza e della cultura moderna.
Pur nella comune ascendenza galileiana, all'interno della comunità scientifica toscana si erano delineate, ed avevano finito entro certi limiti per contrapporsi, due diverse tradizioni ed attitudini di ricerca nei confronti dei problemi del mondo della vita. Il gruppo che faceva capo a Giovanni Alfonso Borelli, e che comprendeva anche Marcello Malpighi, Alessandro Marchetti e Lorenzo Bellini, puntava decisamente ad una considerazione meccanico-riduzionista della fisiologia, con accentuate implicazioni matematiche e filosofiche. Redi ed i naturalisti a lui collegati, come Giovanni Caldesi, Giuseppe Del Papa, Pietro Paolo da Sangallo, Stefano Lorenzini e Giuseppe Zambeccari, privilegiavano invece un'indagine di tipo morfologico, senza significativi approfondimenti biofisici e quantitativi, dei caratteri macroscopici e comportamentali di animali e piante che, pur richiamandosi all'eredità galileiana, conservava maggiori punti di contatto con il naturalismo della tradizione aristotelica e rinascimentale.
Forte della propria posizione a Corte e del rap-porto confidenziale con i Granduchi Ferdinando II e Cosimo III, Redi riuscì ad esercitare, in perfetto accordo con Vincenzo Viviani, una sostanziale egemonia nella vita culturale e scientifica toscana della seconda metà del Seicento. Questa situazione si delineò chiaramente a partire dal 1766, data della partenza di Borelli da Pisa, e soprattutto dal 1670, quando salì al trono il bigotto e conservatore Cosimo III.
Redi applicò in modo sistematico il metodo sperimentale nelle scienze biologiche grazie alla definizione e alla rigorosa utilizzazione di una serie di procedure che, da quel momento in poi, sono state acquisite in modo permanente dalla scienza occidentale: l'osservazione attenta e precisa dei fenomeni, anche grazie al ricorso dell'ingrandimento ottico; la standardizzazione delle condizioni sperimentali relativamente ai materiali ed ai reperti di indagine; la ripetizione dello stesso esperimento su diversi individui della stessa specie e il successivo confronto con individui di specie diverse, secondo il motto dell'Accademia del Cimento "provando e riprovando"; il confronto sistematico tra esperimenti di controllo ed esperimenti di ricerca che, serializzando una procedura convenzionale con la sola variazione di un parametro alla volta, permetteva di valutare esattamente la sua specifica incidenza nell'economia del fenomeno oggetto di indagine.
Pur privilegiando il riferimento galileiano alle "sensate esperienze" piuttosto che quello alle "certe dimostrazioni", alle ragioni dell'osservazione piuttosto che a quelle della deduzione matematica, il procedimento di ricerca rediano non trascurava affatto il momento ipotetico. Le "prove e riprove", le "replicate esperienze" non rimanevano un fatto isolato e privo di riscontri teorici nella pratica scientifica del medico aretino, se è vero, come si poteva leggere nelle Osservazioni intorno alle vipere  , che esse andavano "congiunte con la ragione" per avere qualche speranza di pervenire alla verità.
La fase empirica del metodo sperimentale risultava in questo modo incardinata all'interno di una successione di esperienze. Esperienze preliminari fatte 'per vedere', ed esperienze successive finalizzate a confermare o confutare una determinata teoria. Ancora nelle Osservazioni si poteva leggere questa esplicita dichiarazione epistemologica: "Io son d'un genio così fatto, che se prima non ho esperimentato chiaro delle cose, non soglio porvi molta speranza, ancorché non le dispregi mai temerariamente per false: anzi, perché desidererei che fossero vere, però mi metto a tentarne l'esperienza, né ad una sola, o a poche altre più m'acquieto, ma voglio vederne molte e molte, e sempre temo di me medesimo, e sempre dubito s'io possa essermi ingannato, come sovente m'è succeduto quando d'una sola e precipitosamente fatta esperienza mi son voluto fidare".
In una prospettiva dichiaratamente fenomenista, come quella difesa da Redi, l'essenza delle cose restava inaccessibile all'uomo: ma questo non impediva certo di immaginare "modelli" ipotetici dei fenomeni naturali da sottoporre al 'cimento' dell'esperienza. Questa impostazione veniva esplicitamente teorizzata in una importante lettera a Carlo Dottori del 20 febbraio 1681: "Io non so come nel mondo grande si faccia il vento, e mi accorgo che le cagioni sue stanno nascose ne' segreti tesori della Divina Sapienza. Ma se io fo alcuni piccoli modelli del vento artificiale, veggio che la cagione di quel vento è sempre il fuoco".
Il punto di partenza di ogni procedimento scientifico, e la condizione stessa della fattibilità di un discorso razionale sul mondo, era costituito per Redi dalla fedeltà al principio di oggettività. Solo così si poteva impedire l'ambigua commistione tra soggetto ed oggetto che aveva caratterizzato la tradizione naturalistica e magico-occultista del Medioevo e del Rinascimento. Questa esigenza fondativa della scienza moderna si trovava mirabilmente espressa in un protocollo di laboratorio, datato 13 giugno 1689, dove si legge questa vera e propria professione di fede metodologica: "Io fo queste esperienze non perché ne avvenga quel che io voglio per qualche mio fine, ma per vedere quello che ne avviene".
Il secondo principio a cui Redi ispirò sempre la propria attività di ricerca era la necessità di perseguire ad ogni costo un rigore ed una esattezza negli esperimenti, tali da garantirne la ripetizione e la continuità di risultati acquisiti anche da parte di altri scienziati. Una teoria non poteva, quindi, essere suffragata da un unico esperimento, eccezionale ma irripetibile, fatto in fretta e furia senza precisare parametri, condizioni e materiali: cioé, per fare un esempio, da esperimenti come quelli realizzati dai gesuiti Athanasius Kircher e Filippo Buonanni per sostenere la generazione spontanea delle rane e degli scorpioni. Erano invece necessari esperimenti ripetuti decine e decine di volte, con ossessione ed un pizzico di mania, che non potevano essere abbandonati finché i risultati non erano stabili e ripetuti nel tempo. Scriveva Redi in un protocollo del 29 maggio 1689: "Nota che, a far queste prove, bisogna avere una pazienza e una flemma indicibile, e bisogna non correre a furia perché chi non ha pazienza di aspettare l'evento è facile che pigli degli errori".
La ripetizione sistematica della stessa esperienza, prima di trarre una conclusione teorica, costituiva un vincolo imprescindibile per l'intera procedura. Secondo l'attendibile testimonianza di Diacinto Cestoni, Redi "diceva sempre" che non bisognava "fidarsi della prima esperienza, né della 2a, né 3a, né 4a ma assicurarsi bene sino alla 12a esperienza", perché anche "undici e mezza" non erano sufficienti.
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