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在现代科学中，对于原因的探求起始于伽利略。他确实谈到过引力是大地附近的运动的原因，不过他被迫忽略因果性，不得不满足于对于运动的数学化描述。
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牛顿及其同时代人发展了这样一种概念：因果性是物理世界本身的本质中固有的，这种概念在随后的两个世纪中大体上没变。正是在其对于原因的寻求中，牛顿引入了万有引力作为行星椭圆运用的原因，而没有这个原因行星会沿着直线运动。莱布尼茨也确实说过，没有原因什么也不会发生；不过，在他那个时代，对于原因的信念只是一个信念。
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对于因果性的一种本质上不同的理解是由康德提出的。在一个笛卡儿的宇宙学还很流行的时代，他深受牛顿科学之兴起的影响，拥护牛顿的天文学力学理论体系，甚至在其论著《天体理论》（A Theory of the Heavens, 1755）中大大地补充了这个体系。在其哲学巨著《纯粹理性批判》（A Critique of Pure Reason, 1781）中，他断言因果性是一切理性思维的逻辑上必然的先决条件。因而，它不需要事实证据的支持。在《纯粹理性批判》的第二版（1787）中，他这样来定义因果性：“所有的变化都根据因果联系的规律来发生。”
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所有这些因果性概念都以各种方式包含了这样一种联系的概念：原因通过这联系来引起结果的存在。苏格兰哲学家大卫·休谟（David Hume, 1711—1776）试图从因果性中清除任何形而上学基础。实际上他对因果性进行了质疑。在其关于认识论的重要专著《人类理智研究》（Enquiry Concerning the Human Understanding, 1793）中他写道：
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一切科学唯一直接的用途就是教导我们如何根据原因来控制和调节未来的事件。相似的事件总是与相似的原因联结，这是我们所经历的；因此，我们可以定义原因为由另一个对象所跟随的对象，并且所有与前一个对象相似的，都由与后一个相似的跟随。
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在这种表述中，“对象”换成“事件”更好。休谟的意思是说，一种情况C和随后的情况E是因果联系，当C（或与其相似的情况）的发生总是由E（或与其相似的情况）跟随，并且若C不在先发生的话，E永远不会发生。休谟在其定义中包含了相似一词是因为他要使因果性在实验上可以验证；并且正确地认识到，如果定义得太精确的话，某一给定事件不可能再发生。
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定义完了因果性，他就着手来抨击它。他相信，只是因为我们意识到某一特定的因果系列，即使已经有很多次，也不能证明在未来的情形中，原因将由结果来跟随。他得出结论说，我们对于因果性的信念不过是一种习惯，他正确地断言这一习惯不是信念的充足根据。
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最受推崇的19世纪英国哲学家约翰·斯图亚特·穆勒加强了休谟对于因果性的否认，并加上了一些他自己的思想。在其《逻辑体系》（System of Logic, 1843）中，穆勒这样表述了其因果性概念：“对于因果律的承认是科学的主要支柱，而因果律不过是这样一种为人熟知的真理：经观察发现，在大自然中的每一个事实与先于它的另一个事实之间存在着不变的相继性。”这样，像休谟一样，穆勒把不变的相继性作为因果性的本质，而且他还像休谟一样，给予了因果性一个经验基础。他从因果性中剥去了逻辑必然性，去除了“迫使”概念。他分析道，在这些情形下可以设定两个事件之间存在着因果联系：原因的发生在空间上接近这个事件；原因由这个事件立即跟随；原因总是由这个事件跟随。他没有明确反驳休谟的观念：因果性是一种思维习惯。不过他认为因果性是一种经验概括。归纳是一些概括的基础，尤其是自然规律的基础。他确实讨论过推断出因果联系的方法，例如差异法：
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如果在一种情况下被研究的现象发生了，在另一种情况下没有发生，两种情况的条件除了一种外其他完全相同，而这一条件在前一种情况下是有的；那么在两种情况下不同的条件就是……那种发生了的现象的原因，或者是原因中不可缺少的部分。
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这一清楚表述的原理至今仍在许多科学领域中应用。例如，在实验室动物身上做实验来试验一种新药物的效果时，总是包括两组，在选择这两组动物时，其大小、年龄、栖息地和喂养诸方面要几乎相同，只有一处差异，那就是一组接受药物，而另一组，即对照组则不接受药物。根据差异法，任何在前一组观察到而在后一组没有观察到的效果，可以合理地认为是由药物引起的。
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对于因果性更具毁灭性的打击是由伯特兰·罗素作出的，他是英国数学家、哲学家，并且是1950年诺贝尔文学奖获得者。在一篇文章《论原因概念》（On the Notion of Cause）中，他说道：
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所有的哲学家，不管属哪个流派，都以为因果性是科学的一个基础性公理。然而，奇怪的是，在高深的科学中，譬如说在引力天文学中，原因一词从来没有出现过……在我看来，因果律，像在哲学家中传来传去的许多东西一样，是一种已逝时代的遗物，它能像君主制一样幸存下来，只是因为人们错误地假设其无害。
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罗素说因果性对于科学来说是“已逝时代的遗物”，是走极端了。
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最近，相对性理论倾覆了因果联系。人们通常以为在这种联系中，原因必须先于结果。然而根据相对论，两个事件的顺序不是绝对的了。我们在第9章讨论同时性问题时，发现两道闪光的顺序取决于观测者。如果这两道闪光由在某些观测者看来是原因和结果的事件来代替的话，就会有其他的观测者不能以这种联系来看待这些事件，因为在他们看来，叫做结果的事件可能先于原因而发生。这样，因果联系的概念就是有缺陷的。
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尽管有其不足，因果性原理在整个经典物理学时期基本上保持不变。尽管有休谟、穆勒和罗素的批评，到19世纪末因果性被提高到自明真理的层次。路德维希·波尔兹曼（Ludwig Boltzmann, 1844—1906）在其《生理光学》（Physiologische Optik）中的说法典型地表现了这种态度：
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因果律具有纯粹逻辑规律的品质，因为从其得出的结论并不真正关涉经验自身，而是关涉对于经验的理解，因而它永远不能为可能的经验所反驳。
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随着量子理论的发展，因果性原理下场怎样，我们马上就要谈到。
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然而，因为一个结果的原因不总是能被确定，例如在彗星的情况下，而且也不总是能发现一种机制来解释各种各样的现象，在19世纪，一个替代性的信条——决定论开始产生影响了。因果性和决定性的区别已经由笛卡儿作出了。因为人的感官知觉是有限的，所以结果看起来在时间上跟随原因。原因不过是理由。这一信条的意义最好由一个类比来说明。承认了欧几里得几何学的公理，一个圆的性质（例如周长和面积）以及其内接三角形的性质就作为必然的逻辑结果直接决定了。事实上，据说牛顿曾经问过，既然欧几里得几何学中的定理已经明显由公理所必然蕴含，为什么还有人费事将它们写出来。然而，多数人要费好长时间才能发现一个这样的性质。这种在时间中的发现，似乎以与原因和结果相同的时间顺序将公理和定理相联结，不过这是错觉。
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对于物理现象也是这样。在神圣的智性看来，所有的现象都同时并存，由一个数学结构来把握。而感官，一个一个地认识事件，把一些当作另一些的原因。笛卡儿说道，我们现在可以理解为什么对于未来的数学预言是可能的，这是因为数学关系是预先存在的。数学关系是对于关系的最清楚的物理解释。简而言之，真实世界是数学上可表达的物体在空间和时间中之运动的总体，整个宇宙是一架巨大的、和谐的、数学化设计的机器。此外，许多哲学家，包括笛卡儿，还坚持这些数学定律是固定的，因为上帝就是这样设计的宇宙，而上帝的意志是不变的。不管人类能否读解上帝的意志、看透上帝的设计，世界都根据定律来运作，世界的规律性是不可否认的，至少19世纪以前是这样。
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宇宙由坚硬的不可毁坏的微粒组成，这些微粒根据确定的、可计算的力相互作用。这种牛顿式的宇宙观被法国天文学家、数学家皮埃尔—西蒙·德·拉普拉斯侯爵（Simon de Laplace, 1749—1827）用来作为一种彻底的严格的决定论之基础。下面的话是他对于决定论之本质的经典性表述：
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有这个一种智性，在任何给定瞬间都知道大自然中所有的作用力，而且知道组成宇宙的所有物体的瞬间位置，如果它有足够的能力分析一切数据，那么在它看来，就没有什么是不确定的了，无论过去还是未来都展现在它眼前。
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实际上拉普拉斯的“单一公式”难以想象。决定论者愿意满足于诸多公式。
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拉普拉斯没有意识到，他是在撰写机械论和决定论的墓志铭。他的概念包含一个凭空想象的超人“智性”。但是这样一种智性的存在是不相干的。如果宇宙确实以势不可挡的严格的决定论方式运作，贯穿了过去和未来，那么不管是否有这样一个智性来知晓，它还是如此，因为在拉普拉斯的宇宙中，这种知性不施加任何影响。因为其在数学和天文学领域应得的巨大声望，拉普拉斯的完全决定论的宇宙观被广泛讨论、并极为推崇。
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决定论的宇宙观是如此坚定地被坚持，以至于哲学家们将其应用到作为宇宙的组成部分的人类的活动上去。观念、意愿和行动是物质之间相互作用的必然结果。人类的意志是由外部的物理原因以及生理原因决定的。霍布斯这样来解释看起来是自由的意志：外部的事件作用在我们的感觉器官上，而这些又压触在我们的大脑上。大脑中的运动产生了我们叫做欲望、高兴和恐惧的东西，这些感觉不过是这种运动的存在罢了。当欲望和厌恶互相挤撞时，就有了一种叫做权衡的物理状态。当一种运动占上风时，我们就说我们已经运用了自由意志。然而，没有选择是真正由个体作出的。我们意识到结果，但没有意识到决定结果的过程。根本就没有自由意志，这是无意义的词语组合。意志牢牢地受物质的作用钳制。
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伏尔泰在其《无知的哲学家》（Ignorant Philosopher）中说道：“如果整个的大自然、所有的行星都遵循永恒的规律，而有一种5英尺长的小动物，居然能够蔑视这些规律，主要按照其臆想随心所欲地行动，那倒是很奇怪的。”我们发明概率一词不过是用来表示一种其原因未知的已知结果。
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