Prepuni neverovatnih crteža i detaljnih beleški, Leonardovi dnevnici nam danas otkrivaju koliko je bio strastven da otkrije gotovo sve, od ljudske anatomije do pronalaska mašine za letenje.

Arhitekta
Crteži i planovi zgrada takođe ispunjavaju Leonardove sveske u velikom broju. Fascinirao ga je problem arhitektonske estetike - u vezi sa proporcijama - kao i akustika crkvenih objekata. Bio je odlučan da otkrije strukturnu kombinaciju koja bi omogućila da glas propovednika dopre do najudaljenijeg ugla zgrade, što ga je inspirisalo da osmisli teatro da predicare tj. salu za predavanja u obliku amfiteatra.
Stoga ne čudi da je 1515. godine i zvanično imenovan za glavnog arhitektu francuskog kralja Fransoa I. Za potrebe vladara je dizajnirao i vojna utvrđenja koja su projektovana da podnesu sve veću upotrebu artiljerije, stvarajući nagnute zidove sa proširenom bazom. Još jedan primer je i projekat mosta po nalogu sultana Bajazita II, koji je trebao da se proteže preko Zlatnog roga u dužini od 275m i da ima luk dovoljno visok kako bi brodovi mogli da prođu ispod njega. Leonardo je osmislio i takvo rešenje, ali je sultan ipak odbio predlog jer je smatrao da je nemoguće izvesti tako nešto. Međutim, moderne arhitekte su 2001. godine dokazale da je sultan pogrešio.
Naučnik i pronalazač
Početkom 1490-ih, Leonardo je dva puta posetio italijanske Alpe. Tamo je beležio zapažanja i pravio skice biljka, životinje i prirodnih pojava. Kao rezultat ovih putovanja nastali su crteži grmljavine koji tačno opisuju pravac i snagu silaznog strujanja - poznatog kao smicanje vetra.
Takođe je ispitivao fosile i geološke formacije, ali i pokrenuo neke od prvih naučnih spekulacija kada je geologija i priroda u pitanju. Neki njegovi crteži litica jasno pokazuju slojeve iz različitih geoloških epoha, što ga je navelo da spekuliše o mnogo starijem poreklu Zemlje. Dok je živeo u Milanu započeo je ispitivanja posvećena gotovo isključivo optici tj. ponašanju svetlosti.
Mnogi kažu da postoji svega nekoliko savremenih pronalazaka koji nisu inspirisani Leonardovim skicama. U ovoj oblasti najviše su ga interesovale sprave uz pomoću kojih je čovek mogao da leti - mnogo pre nego što je koncept leteće mašine postao stvarnost. Tokom godina istraživanja osmislio je preko 500 skica letećih mašina.