Europa dos Séculos XV e XVI foi profundamente marcada pelo fenômeno do Renascimento. Na sua complexidade, ele foi caracterizado fundamentalmente pela recuperação dos antigos modelos da Antigüidade Clássica, renegando em parte, mas não totalmente, as heranças da Medievalidade.
Os humanistas estavam virados para um futuro que apostava em valores universalistas, mas mergulhavam numa fonte de inspiração que remontava a muitos séculos atrás. Os Descobrimentos vieram introduzir novas problemáticas

que até então não haviam sido objeto de consideração por parte dos intelectuais. Alguns humanistas interessaram-se pelo assunto, outros praticamente ignoraram-no tal como aqueles que continuavam ligados às escolásticas.
Os protagonistas da cultura dos Descobrimentos foram homens práticos, ligados às coisas do mar, ou que tendo passado por um ensino mais ou menos tradicional, souberam captar a importância dos Descobrimentos para o progresso das técnicas e das ciências, que não eram suficientemente considerados por instituições escolares mais fechadas.
Os progressos científicos e técnicos alcançados pelos portugueses tiveram sobretudo uma dimensão empírica baseada na experiência de raiz aristotélica e medieval, situando-se numa fase de transição para um nível epistêmico da ciência moderna que só se atingiu no Século XVII.

Nos Séculos XV e XVI desenvolveram-se em Portugal os meios técnicos necessários que possibilitaram as grandes navegações, as quais, por sua vez, vieram a permitir progressos científicos notáveis nos mais variados domínios, com destaque para a Náutica, a Cartografia, a Construção Naval, a Medicina e a Botânica.
Antes de se iniciarem os Descobrimentos portugueses já haviam sido alcançados alguns progressos na arte de navegar. Quando foram iniciados, portanto, a arte de andar no mar era devidamente apreciada, já existindo o cargo de almirante nas Ordenações Afonsinas (1446):

Desde a Antigüidade, a navegação utilizava métodos e instrumentos simples como o prumo. Os marinheiros tinham em conta as conhecenças do litoral, isto é, pontos de referência vistos do mar que fixavam na memória. Dessa forma era possível a identificação de cabos, ilhas, baixios, barras, etc. A observação dos ventos e das estrelas era também tida em conta.
Na Idade Média utilizaram-se, entre os poucos instrumentos de que se socorriam os pilotos, as bússolas (ou agulhas de marear como lhes chamaram durante muito tempo os portugueses). É difícil apurar a sua origem mas pode-se admitir que ela surge na China no início do Século XII. Foi depois aplicada pelos muçulmanos no Mediterrâneo, acabando por chegar ao conhecimento dos europeus em finais desse mesmo século.

Dentre as obras utilizadas pelos pilotos medievais contavam-se os portulanos. Neles procedia-se à descrição geográfica dos vários pontos do litoral. Em meados do Século XIII esses portulanos foram aperfeiçoados e apareceram como complementos as cartas-portulano (ou cartas de marear). Estas foram possíveis devido à utilização da bússola e de conhecimentos de geometria (sobretudo euclidiana).
Entre outros instrumentos utilizados para auxiliar a determinação das distâncias percorridas contava-se ainda o relógio de areia.
Foram-se estabelecendo métodos para determinar a hora noturna pela observação das estrelas, bem como a previsão das marés pela observação da lua.
A navegação medieval era costeira. Com as viagens dos Descobrimentos os portugueses tiveram de considerar o regime dos ventos e das correntes no Atlântico.

Esse fato implicou, a partir de meados do Século XV, a necessidade de realizar uma navegação oceânica longe da costa. Surgia assim a náutica astronômica, isto é, a capacidade de conhecer a posição aproximada dos navios em alto mar. Para esse feito utilizaram-se instrumentos de observação astronômica como o quadrante e o astrolábio náuticos, ou ainda a balestilha, que permitiam determinar a altura de um astro sobre o horizonte e dessa forma calcular a latitude do lugar onde se realizava a observação. Dentre esses instrumentos merece um lugar de destaque o astrolábio náutico.
Os navegadores estabeleciam as suas derrotas recorrendo aos instrumentos já referidos, além de bússolas, cartas de marear e vários tipos de obras , como os guias náuticos, onde se encontravam regras de navegação astronômica, tábuas de declinações solares e elementos de cosmografia; além disso

tinham roteiros, indicações úteis sobre as viagens e outros escritos afins, nomeadamente regras para manobras de navegação e diários. Chegaram aos nossos dias vários volumes que designamos por livros de marinaria, onde pilotos ou curiosos pelas navegações juntavam vários textos relativos a assuntos náuticos como roteiros, diários e guias.
A impressão em 1496 em Leiria, do Almanach Perpetuo de Abraão Zacuto, em versões latina e castelhana de José Vizinho, veio facilitar consideravelmente a determinação das latitudes pelos navegadores portugueses. As tábuas solares que os pilotos portugueses utilizavam para esse fim tinham por base cálculos feitos a partir dessa obra.

A grande inovação que constituiu a náutica portuguesa pode se resumir na transformação da "arte de navegar"para a "técnica de navegar", ou seja, o salto de uma navegação guiada por processos elementares para uma navegação baseada na medida de uma coordenada astronômica de um astro - ponto de partida da rigorosa navegação moderna. Esta foi, sem dúvida, uma das conseqüências das navegações portuguesas por todo o Atlântico, entre 1430 e 1490.