19世纪中期，自然科学的一系列重大发现，从不同方面揭示了自然界的普遍联系，充分展示了自然科学从经验到理论、从分析到综合的发展过程，为马克思主义科学世界观提供了丰富的依据。
1870年，恩格斯迁居伦敦。为了进一步论证辩证唯物主义的自然观，阐述自然科学发展的一般规律，他全面总结自然科学的新成就，开始撰写《自然辩证法》。
恩格斯认为，近代自然科学，是以经验和科学实验作为基础的，“一切观念都来自经验，都是现实的反映——正确的或歪曲的”。同时他也指出，虽然基于经验的思维方法很重要，但要实现人类认知的进步，必须把具体的、直观的思维转化为本质的、理性的思维。
恩格斯这样描述19世纪自然科学发展进程：“经验的自然研究已经积累了庞大数量的实证的知识材料，因而迫切需要在每一研究领域中系统地和依据其内在联系来整理这些材料。”随着人类知识大厦的不断增高，自然科学各领域之间的关系也开始凸显，在以关系为研究对象的理论研究领域，“经验的方法不中用了，在这里只有理论思维才管用”。
当时的科学发展，为恩格斯的这些观点提供了丰富的佐证。比如，第谷和开普勒用天文观测和数学计算总结出行星运动三定律，伽利略用斜面实验总结出惯性定律，但是他们不能从事物的普遍联系上把握自然界机械运动的一般规律。而牛顿则总结出牛顿三定律和万有引力定律，从而完成了自然科学的一次大综合。同样，生物学家达尔文用丰富的材料、辩证的分析、精辟的论证，把进化论建立在完全科学的基础上，解开了生物进化和人类起源之谜。达尔文的进化论，也被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现之一。
在《自然辩证法》中，恩格斯对理论思维的运用，是基于哲学和自然科学、主观辩证法和客观辩证法的区别和联系之上的。恩格斯认为，主观辩证法不过是自然界客观存在的本质和规律在人的头脑中以概念的形式体现出来。但这并不意味着主观辩证法是被动的和固定的，恰恰相反，自然界中的对立统一反映在概念体系中，而概念体系经过加工后又深化客观进程的发展，“这些对立，以其不断的斗争和最后的互相转变或向更高形式转变，来决定自然界的生活”。
恩格斯把理论思维看作“运用概念的艺术”，而概念自身不是固定的东西，它随着历史变迁而发生变化，因此理论思维也必然随着历史的变迁而不断发展，其变化和发展的依据就是人类社会历史实践。他说：“我们的主观思维和客观世界遵循同一些规律，因为两者的结果最终不能互相矛盾，而必须彼此一致，这个事实绝对地支配着我们的整个理论思维。”
恩格斯所处的时代，一些国家热衷于把注意力集中到大工业和投机事业，在自然科学研究中也存在狭隘化、庸俗化倾向，以致把辩证法和黑格尔哲学一起抛弃。他一针见血地指出停留于片面经验、忽视理论思维的危害，同时强调：“一个民族要想站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。”
恩格斯把理论思维看作“最重要的思维形式”，是“才能方面的一种生来就有的素质”，但这种才能需要通过学习以往的哲学史来获得，是时代的产物。他说：“每一个时代的理论思维，包括我们这个时代的理论思维，都是一种历史的产物，它在不同的时代具有完全不同的形式，同时具有完全不同的内容。”
理论思维的起点决定着理论创新的结果。恩格斯的这一论点，不仅适用于自然科学领域，也适用于人类科学的各个领域；不仅具有深刻的哲学内涵，更具有重要的现实意义。习近平总书记强调：“中华民族要实现伟大复兴，也同样一刻不能没有理论思维。”我们党在中国这样一个有着14亿多人口的大国执政，面对十分复杂的国内外环境，肩负繁重的执政使命，如果缺乏理论思维，是难以战胜各种风险和困难的，也是难以不断前进的。
谁掌握并运用好理论思维，谁就能够站到科学的最前沿，登上一个时代科学的最高峰，并引导实践取得成功。中国共产党充分认识到理论思维的重要性，并将其贯彻于中国特色社会主义理论体系中。我们党之所以能够完成近代以来各种政治力量不可能完成的艰巨任务，就在于始终把马克思主义这一科学理论作为自己的行动指南，并坚持在实践中不断丰富和发展马克思主义。党的十八大以来，以习近平同志为主要代表的中国共产党人，坚持把马克思主义基本原理同中国具体实际相结合、同中华优秀传统文化相结合，创立了习近平新时代中国特色社会主义思想，实现了马克思主义中国化时代化新的飞跃。
百年党史反复印证，理论思维对于确保党的各项事业沿着科学发展的道路前进，具有至关重要的作用。新时代新征程，习近平新时代中国特色社会主义思想是中国共产党人理论思维的系统体现和集中表达。广大党员干部必须深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想，切实做到用党的创新理论涵养正气、淬炼思想、升华境界、指导实践，用马克思主义之“矢”去射新时代中国之“的”。（子平）