一、發展必須遵循自然界和人類社會的客觀規律
科學發展觀之所以冠之為“科學”，最重要的就是承認發展必須遵循和符合客觀規律。誠然，發展觀是否科學，有賴於發展實踐的檢驗，但是，由於檢驗發展觀是否具有科學性的實踐總是具體的、曆史的實踐，因此，科學還是不科學，並不在於一時的發展狀況如何，也不在於個別人、個別群體在個別發展階段的感受和受益如何，而在於生產力的發展、人類的發展、社會的發展是否符合不以人的意誌為轉移的客觀規律（注：這裏所說的客觀規律，包括自然界、人類社會和人的思維的一般規律、自然規律、經濟規律、社會發展規律）。
首先，科學發展觀的科學性表現在對自然界、人類社會和人的思維的一般規律的認識上。恩格斯把已經被認識的一般規律概括為三大規律：對立的兩極相互依存、相互滲透和相互轉化的規律，量變引起質變和質變包含量變的規律，否定之否定規律。這些規律廣泛地存在於自然界和人類社會，人的思維不過是對這些規律的認識和反映。發展的過程必須符合這些規律，如果不完全符合就會影響發展的進程，甚至受到懲罰。
從發展的角度看，對立統一規律在於表明，對立關係雖然包含著矛盾、對抗、此消彼長的關係，但隻具有相對的意義，互相對立的事物也有相互依存和相互滲透的一麵；對立的雙方地位不是固定不變的，而是可以相互轉化的；對立的雙方可以同時並存，也可以同時消亡。質量互變規律所涉及的是發展過程中質和量的辯證關係，其核心是“度”的重要性。一方麵，發展必須有量的積累，才能達到質的變化。而發展的質的變化總是同時包含量的變化。不管是所有製和生產關係的變革還是經濟結構和比例關係的調整，都有一個受內在規律支配的“度”，越過了一定的度，其性質就會發生變化，甚至走向願望的反麵。否定之否定規律所表明的主要是，事物在發展的過程中往往是通過否定自身，通過異化的過程，經過一定過渡和中間環節，才能得到更高程度的發展。例如，人類社會從公有製到私有製，再從私有製到公有製；從勞動者和生產的客觀條件的統一到分離，再從分離到統一；從以小生產為基礎的個人所有製到勞動者一無所有的資本主義所有製，再從資本主義所有製到以社會共同體為中介重新恢複個人所有製；從人作為生產目的到財富作為生產目的；從人與自然的和諧狀態到不和諧狀態，再從不和諧狀態重新回到和諧狀態；從勞動者和技藝的統一到技藝作為科學從勞動者中分離出來，再從這種分離狀態到重新統一等等。這些都表現為否定之否定的過程。否定之否定的過程不是重新返回起點的封閉運動，而是螺旋式上升的過程，是從低級向高級發展的過程。否定是為了前進和發展，每一個否定基本完成後都有一個長期的穩定發展階段。就總體而言，人類社會現在仍然處在第一個否定的基本完成和穩定階段。我們的目標是實現第二個否定，即否定資本主義製度的基礎上建立共產主義製度。但在世界上第一個否定的任務還沒有完成之前，在穩定發展的任務還沒有完成以前，在第二個否定的條件還不充分具備以前，過多的政治幹預和拔苗助長決不會帶來真正的發展和進步。
發展觀的科學性大量地表現在對自然規律的認識上。自然規律所涉及的主要是自然界的內部關係和人與自然的關係。恩格斯在《自然辯證法》中曾經闡明了人類認識和正確運用自然規律的極端重要性。他指出，人同其他動物的最終的本質的差別就在於，人會勞動，人可以通過他所作出的改變來使自然界為自己的目的服務，來支配自然界。“但是我們不要過分陶醉於我們人類對自然界的勝利。對於每一次這樣的勝利起初確實取得了我們預期的結果，但是往後和再往後卻發生了完全不同的、出乎預料的影響，常常把最初的結果又消除了。”他進一步指出“我們對自然界的全部統治力量，就在於我們比其他一切生物強，能夠認識和正確運用自然規律。”“我們一天天地學會更正確地理解自然規律，學會認識我們對自然界的習常過程所作的幹預所引起的較近或較遠的後果。特別自本世紀自然科學大踏步前進以來，我們越來越有可能學會認識並因而控製那些至少是由我們的最常見的生產行為所引起的較遠的自然後果。”然而，“到目前為止的一切生產方式，都僅僅以取得勞動的最近的、最直接的效益為目的。那些隻是在晚些時候才顯現出來的、通過逐漸的重複和積累才產生效益的較遠結果，則完全被忽視了。”回顧新中國成立以來的發展狀況，我們違背自然規律的事情做得太多了，造成了諸如嚴重的水土流失、草原沙化、生態惡化、環境汙染、資源汙染、資源枯竭、病毒肆虐等等不良後果，並對可持續發展造成威脅，以至於直到現在我們還不得不為此付出沉重的代價。在許多情況下，不良後果是無知造成的；而在有些情況下，則是急功近利和對自然規律的過分傲慢造成的。
發展觀的科學性還表現在對經濟規律和社會發展規律的認識上。這些規律雖然都包含人的活動和主觀能動性，但同樣具有“自然規律”的性質，即不以人的意誌為轉移的性質。經濟規律包括經濟運動和經濟發展規律。經濟運動規律是生產的社會形式（即經濟製度）隨著生產力的發展而演變的規律。生產的社會形式必須適應生產力發展的要求，落後不行，超前了也不行。新中國成立以來，主要的傾向是生產關係超前於生產力，形成了超前的生產關係（確切地說，應當是形式上超前而實質則倒退的生產關係）和落後的生產力的矛盾。毫無疑問，消滅剝削、消除兩極分化、實現共同富裕是我們的奮鬥目標，但是，在條件還不具備的時候，以政治手段提前消滅私有製和資本主義生產方式，提前消滅商品生產，用吃“大鍋飯”的辦法實現這些目標，隻能導致共同貧窮。按照經濟運動的自然規律，在生產力發展的一定階段上，生產關係不可避免地采取了對抗的形式。為了生產力的發展，個別人乃至整個階級都不得不作出犧牲，就像為了物種的保存不得不淘汰落後的個體一樣。對於作出犧牲的個人和階級來說，發展是不公平的，甚至是殘酷的。但是，馬克思認為，一方麵，這些對抗的形式是不能跳過的，作為對抗的最高形式和極端形式的資本主義生產方式是不能超越的；另一方麵，不管由哪個階級代表社會，也不管由哪些人充當“工業的司令官”，社會生產力的發展同人類總體的發展始終是一致的。“雖然在開始時要靠犧牲多數的個人，甚至靠犧牲整個階級，但最終會克服這種對抗，而同每個人的發展相一致；因此，個性比較高的發展，隻有以犧牲個人的曆史過程為代價。”經濟發展規律廣義地說，是指生產方式和經濟製度發展演變規律，但狹義地說，經濟發展規律所涉及的主要是經濟結構和比例關係，或者說是資源合理配置問題；經濟結構必須合理，比例關係必須協調。到目前為止，我國經濟結構不合理、比例關係不協調的情況一直存在，發展不過是為著某種片麵目的或滿足眼前需要的發展。至於撇開了經濟運動和經濟發展的社會發展規律，所涉及的主要是物質文明與精神文明的關係、經濟建設和各項社會事業的關係、社會階級關係和階層關係等等。這裏所涉及的各種社會關係，都應當是比較協調的，否則經濟難以發展。
總之，發展既要受到多層次的自然規律的製約，又要受到多層次的社會規律的支配。在發展中，發展就表現為自然規律和社會規律各自通過自己的不同運行機製而同時發生作用，而且，它們在作用過程中相互滲透、相互製約，各種自然力和“總矢量”相互作用。人和社會力作為發展中的能動力量，可以更好地引導、調整、控製自然力的作用，進而使所形成的生產力更有利於人的生存、享受和發展的需要。但在這一發展過程中，人類無論如何都必須同時自覺地遵循和運用自然規律和社會規律，二者不可偏廢。隻有這樣，才能保持全麵、協調和可持續發展，否則，勢必影響發展速度和水平，甚至還會遭到自然規律和社會規律的懲罰。
二、發展是追求綜合效益最大化的係統工程
發展的科學性不僅表現在符合客觀規律上，也表現在發展內涵的豐富多彩、代價最小和效益最大上，也就是說，應該把發展視為追求綜合效益最大化的係統工程。一方麵，發展是人的發展、經濟發展、社會發展的統一體；另一方麵，發展又是由生態係統、經濟係統、社會係統構成的複合係統。這三大係統似乎是並列的，但從以生物為主體的角度看問題，生態係統並不是與經濟係統和社會係統並列的子係統，相反，倒是經濟係統和社會係統表現為生態係統的子係統。在這樣的集成中，三大係統有主有從，它們相互作用、相互製約，共同促進人類的發展。
一方麵，生態係統是經濟社會的母係統，也就是說，生態係統是經濟係統和社會係統的共同前提和基礎。在由於自然資源稀缺而成為限製性因素的今天，生態係統越來越成為人類經濟社會發展的前提和基礎。從整個宇宙這個宏大的範圍看，人類社會的發展不過是宇宙發展的冰山一角，是地球在太陽係作用下不斷演化的過程。人類的生產和發展本身就是生態係統的產物。正如恩格斯所說，“我們連同我們的肉、血和頭腦都是屬於自然界和存在於自然之中的”。生態係統為經濟係統和社會係統的發展提供了最基本的自然資源——生物資源和非生物資源，為經濟和社會係統的物質循環和能量轉化提供了必要的條件。生態係統任何一方麵的不完善或被破壞，都會使經濟和社會係統不能正常運行。由於生態係統內部的自我調節能力是有限的，在大氣汙染、生態失衡、資源稀缺問題越來越突出的今天，人們才開始從對自身能力的自我陶醉中驚醒過來。人們發現，大自然是人類真正的“母親”，沒有生態平衡，人類自身的生存將難以保證，更談不上發展和享受了。
另一方麵，經濟和社會係統使生態係統部分地成為“人化自然”。盡管大自然是人類的“母親”，但作為有能動性的人類，不是消極被動地適應大自然，而是積極主動地利用大自然，以適合人類自身的生存和發展，從而使生態係統部分地成為“人化自然”。實際上，人類文明的一個重要表現，就是使大自然越來越成為“人化自然”。人類文明的進步，正是通過科學技術的進步，調整社會關係，從而更好地利用自然力和發展社會生產力，以促進生產力的不斷提高，使大自然更加適合人類的生存與發展。人類活動造成生態失衡等問題，是人類發展過程中的問題。這個問題正在引起人們的注意和重視，必將通過調整社會力、發展生產力和更好地利用自然力而得到解決。
因此，作為萬物之靈長的人類，如何協調經濟和社會係統與生態係統的關係，是事關發展的重大問題。按照上述認識，既然發展是一個生態係統為母係統、人的發展為核心、經濟發展和社會發展為派生子係統的複合係統，那麼，發展就不能隻限於某個係統的獨立片麵的發展，作為體現發展成果的效益，就不能隻是某個方麵的效益（例如，單純的經濟效益、單純的投資效益），而應當是包括多種效益在內的綜合效益，而人類的利益和人的發展就寓於綜合效益之中。當然，這裏所說的“綜合效益”，包括生態效益、經濟效益和社會效益。綜合效益最大化就是這個複合係統的效益最大化。
首先，發展要追求生態效益。生態係統作為人類生存和發展的前提和基礎，要求人類在發展過程中遵循和運用自然規律。遵循和運用自然規律，就要講究生態效益，不斷追求生態效益的最大化。所謂生態效益，是指人類在投入一定勞動並發生人和自然之間物質變換過程中，對生態係統的生物因素和非生物因素的影響，從而對生態平衡造成的影響，進而對人的生產和生活環境造成的影響和效應。生態效益實質上反映了人們的勞動耗費和勞動成果同因此對生態環境變化的影響之間的比例關係。生態效益區分為正的效益和負的效益、積極的效益和消極的效益。生態效益最大化是指正的、積極的效益最大化，負的、消極的效益最小化。生態效益最大化就是以同樣投入和勞動，能使生態係統保持和提高生態平衡水平，使人的生活和生產環境得到最大的改善；或者說，以最小的資源消耗、汙染物排放以及這兩者對整個生態係統的最小影響，生產同樣的勞動產品。作為穩態的生態係統，它有一個最大承載能力；同時，可再生資源也有一個最大再生速度，不可再生資源的總量也有一個最大限度。因此，要保持經濟規模的不斷擴大，唯一的辦法就是追求生態效益最大化。也就是說，講究投入產出的效益，不能不顧資金的高投入、資源的高消耗、汙染物的高排放，單純地追求GDP的增大，而要通過提高社會力，即通過提高資源的利用率、減少汙染物的排放和提高廢物的再利用率等辦法，實現“綠色GDP”的最大化。