一方麵，依據審美知識層次深淺的不同，科學美與自然美的接受和欣賞所要求審美主體的水平也是有區別的。自然美的欣賞常常是人先天所具備的類似於本能的需求、能力，麵對大自然，無論是受過高等教育的人還是文盲，都會由衷地感到賞心悅目，這種審美活動不需要什麼審美經驗或審美理論；而對科學美的審美活動則不同了，它不僅需要主體具備相當的審美經驗、乃至審美理論，同時還必須擁有相當水平的科學文化知識作背景，否則是難以企及的，因為基於科學文化的審美關係已經超越了主體的生理和心理的需要與自然對象所構成的同構關係，而進入了純粹的科學精神文化的創造領域，這時，如果主體隻具備先天的生理心理感官和潛在審美本能的需要，那麼，他是無法與作為精神文化的科學建立起特定的文化審美關係的。因此，審美主體必須具有一定的科學文化知識和素養，能夠用科學的、理性的眼光和心靈去捕捉科學文化客體所具有的深邃的理性內涵和科學家巨大的創造力，並從中感悟到一種充滿人類創造意識的自豪感、愉悅感乃至敬畏感，至此才有可能步入科學美的領域。另一方麵，科學美與自然美存在著內在的相通性，因為科學美是對自然美的反映，正如海森堡所言：“自然美也反映在自然科學的美之中。”二者從根源上講是一致的，都來自自然界自身的秩序與和諧，它們既可以通過外部形式展現出來，也可能深藏於內部的結構或運動之中。
固然，科學美育與藝術美育功能與作用存在差異。從形象性和情感特征看，科學美作為一種文化美的特殊形式，確實不具備藝術美的特征，但它的作用卻是藝術美育所無法彌補的。藝術美所表現出的審美意象與接受主體產生的情感通常是一致的，而且依據意象的不同喚起的情感色彩也是有所差異的，而科學美主要激發一種“理解的樂趣”、“智力的愉快”，因此，科學美育喚起的主要是一種人類的理性力量和對人類科學創造精神的追求，而不是藝術審美所產生的那種感性魅力和帶給人的全身心的情感愉悅。可見，我們有必要對審美教育的內涵加以重新界定，不能簡單地套用自然美和藝術美的形象性情感性的特征來圈定科學美，或以欣賞自然美或藝術美的態度來審視科學美，否則，不是難以準確地把握科學美的本質特征，硬把形象性和情感性特征套在科學美的頭上，勉強承認科學美，就是因為以科學美缺乏形象性和情感性為由而幹脆否認科學美的存在。承認科學美育是審美教育的重要組成部分，不僅要正確認識科學美的特征，更要將科學美育納入美育的視野，正視科學美在審美教育中的地位和作用，同時把科學美與自然美、藝術美同樣看做是實施審美教育的重要媒介和途徑。由此我們才可能使美育成為理智教育，特別是理科教學的一個有機組成部分，從而在整個教育結構體係中找到自己應有的位置。然而，問題的另一方麵卻是，科學美與藝術美具有內在的一致性，意大利美學家克羅齊說：“藝術與科學既不同而又互相關聯；它們在審美的方麵交會。”英國哲學家羅素也認為：“數學，如果正確地看它，不但擁有真理，而且也具有至高的美，正像雕刻的美，是一種冷而嚴肅的美。”許多科學家和哲學家都認識到不僅藝術美是存在的，科學美同樣也是存在的。
藝術美與科學美都屬於第二性的反映美，它們都是對客觀世界的反映，其內在相通性在於二者都是真與美的統一，藝術以美為主導，通過美揭示了真，而科學則是以探索真為目的，但所揭示的真中卻暗含了美的規律。我們知道，愛因斯坦的狹義相對論和廣義相對論的誕生不僅從邏輯的簡單性原理出發，以最少的邏輯公理建構起整個理論大廈，顯示出其發現、解釋、預言規律的巨大力量，而且還意味著近代自然科學觀的結束，因為現代科學觀更為準確地把握客觀自然世界的本真。隨著現代物理學和非線性科學的進展，人類的自然觀發生了革命性的轉變。依據近代科學觀，也就是以哥白尼日心說和牛頓力學為主導的自然科學觀，認為宇宙就像是一架設計精巧的鍾表裝置，服從於決定論的因果聯係，因此，自然哲學的任務不僅要揭示出宇宙的結構，還要揭示出宇宙中的一切秩序和美的根源，因為在牛頓看來，大千世界都可以通過力學這一紐帶而被編織成為一個統一而且和諧的圖畫，並且，運用簡潔的科學定律就能夠顯示出自然界運動的某種客觀規律。然而，愛因斯坦的狹義相對論否定了牛頓的絕對時空觀念，量子力學則打破了嚴格的決定論的和主客體的絕對二分，非線性科學對複雜係統進行的整體性和動態性的研究又推翻了還原論的簡單性世界觀，這說明非線性關係才是係統各層次之間普遍存在的關係。愛因斯坦不僅將變換不變性原理應用於其狹義相對論中，而且通過將對稱性（即洛倫茲變換不變性原理）在廣義相對論中的運用，把對稱性提升為物理學的普遍原理，其意義在於，“一種對稱性的發現比一種特定現象的發現意義重大得多。像旋轉不變性和洛倫茲不變性這樣的時空對稱性，統治著整個物理學”。