本书基于美国乔治梅森大学的“科学中的重要思想”这门课程而写，共13个章节，内容包括力学、热学、电和磁、波、相对论、量子力学和化学键、材料等内容，由浅入深地介绍了物理学和化学的基本概念和知识。本书的特点是每章开始都有一个以辐射图的形式呈现的重要科学思想，并且每章开始都围绕着这个重要思想对物理学和化学的各领域进行简明阐述。