Nei quattromila fogli di appunti giunti fino a noi con schizzi e disegni preparatori su dipinti e sculture Leonardo con le sue note e riflessioni ci trasmette il suo impeto creativo, rivolto innanzitutto all'osservazione diretta della realtà. L'arte è una forma di conoscenza inventiva e deve essere usata come strumento di indagine scientifica. Le sue idee e i suoi studi sui molteplici aspetti della natura e sull' urbanistica, architettura, ingegneria civile e militare, geometria, fisica, ottica, astronomia, meccanica, idraulica, anatomia e sul volo degli uccelli sono accompagnati da disegni e abbozzi per rendere visibili le sue considerazioni. Da quelle morbide sanguigne, dai profili e tratti a penna e inchiostro, gessetto nero, biacca e sfumino su carta, sono nati gli spunti per la maggior parte dei suoi capolavori: "La Vergine delle Rocce", "La Dama con l'ermellino", "La Sant'Anna, "La Gioconda". I consigli su come procedere nel miglior modo nel "ritrarre le cose di rilievo" si leggono nel suo "Trattato della Pittura". La sua abilità nel disegno come il mezzo più efficace per dare forma visibile all'analisi del mondo era stata intuita già dal primo biografo di Leonardo, Vasari che gli attribuisce l'avvio della "terza maniera, che noi vogliamo chiamare la moderna oltre la gagliardezza e la bravura del disegno, ed oltre il contrattare sottilissime tutte le minuzie della natura (…) dette veramente alle sue figure il moto e il fiato".