Испытывать всё, что только можно измерять, взвешивать, определять вычислением.

М.В.Ломоносов

  Научные исследования Ломоносова по химии и физике основывались на представлениях об атомно-молекулярном строении вещества.

  Ломоносов задумал написать большую “корпускулярную философию” — трактат, объединяющий в одно стройное целое всю физику и химию на основе атомно-молекулярных представлений.

  В произведении «Размышления о причине теплоты и холода» (1744 г.) Ломоносов показал, что теплота - это не особая жидкость, как считалось ранее, а результат движения частиц («корпускул»), которое прекращается лишь при достижении «низшего градуса холода» (так он называл температуру абсолютного нуля). 

 
 

  В своей лаборатории Ломоносов  заложил основы и развивал новую область естествознания — физическую химию.  Теоретическая химия Ломоносова целиком опиралась на достижения физики. «Физическая химия, — писал он, — есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях... Химия моя физическая».  В 1752-1753 гг. Ломоносов прочитал студентам курс «Введение в истинную физическую химию», сопровождавшийся демонстрационными опытами и практическими занятиями. Он составил обширную программу исследований свойств растворов. Сохранились полученные им данные о растворимости солей в воде при различных температурах, об охлаждении растворов с записью хода падения температуры со временем. Ломоносов разработал приборы для физических исследований химических объектов (для измерения вязкости, для определения показателя преломления, прибор для определения твердости образцов).

 
 

  Подводя итог своим многочисленным исследованиям, в 1760 г. Ломоносов предложил общую формулировку закона сохранения энергии, имевший для развития науки такое же огромное значение, как теория относительности: «...все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому... Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения: ибо тело, движущее своей силою другое, столько же оныя у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает». Ломоносов считал законы сохранения вещества и движения основными, не требующими проверки аксиомами естествознания.

 
 

 

 
 

  С химическими исследованиями Ломоносова тесно связано создание русского мозаичного производства. М. В. Ломоносов первым заявляет о необходимости знания химии для создания стёкол. В течение нескольких лет он произвёл тысячи опытов, чтобы получить непрозрачные окрашенные стекловидные массы для мозаик. Смальты для мозаик изготовлялись вначале в лаборатории, а затем на специальной фабрике, построенной близ Усть-Рудицы (1753г.).  Впоследствии Ломоносов устроил мозаичную мастерскую во дворе своего дома на берегу Мойки.

  Множество разнообразно окрашенных стёкол было получено М. В. Ломоносовым при весьма ограниченном наборе элементов, использовавшихся в качестве включений, влиявших на цветность (ныне применяющиеся с этой целью хром, уран, селен, кадмий, попросту ещё не были открыты в то время) — очень искусно варьируя приёмы химической обработки в восстановительных и окислительных условиях при изменении состава стекла за счёт введения свинца, олова, сурьмы и некоторых других веществ. Богатейшие красные тона получены в результате добавки меди для смальт. Очень большого умения требует их варка, которая до сих пор не всегда бывает успешной. Медь использовалась учёным также для получения зелёных и бирюзовых оттенков. И поныне знатоки мозаичного искусства очень высоко ценят полихромные качества ломоносовских смальт, и многие считают, что таких замечательных красных и зелёных оттенков крайне редко и мало кому удавалось получить.

Самая большая мозаика «Полтавская баталия» была закончена поздней осенью 1764 года. Во время приезда в том же году в мастерскую на Мойке австрийского посола для осмотра «Полтавской баталии», М. В. Ломоносова вынесли из дома в креслах, поскольку болезнь ног уже не позволяла ему ходить.

После завершения этой работы М. В. Ломоносов начал немногим меньшую картину для мозаичного панно «Покорение Азова в 1696 году», но его кончина в следующем году прервала работу.