« Saisir la pensée scientifique contemporaine dans sa dialectique et en montrer ainsi la nouveauté essentielle, tel est le but philosophique de ce petit livre. » Cette phrase de Gaston Bachelard donne l'ambition du projet.  En prenant pour modèle la révolution axiomatique des géométries non-euclidiennes, Bachelard démontre dans cet ouvrage publié pour la première fois en 1934 la nouveauté des théories physiques contemporaines - théorie de la relativité restreinte et générale et mécanique quantique. Celles-ci ont modifié les bases du savoir et rompu avec les représentations classiques. Bachelard en induit la nécessité de réviser en profondeur nos conceptions métaphysiques et les images qui s'y rattachent. Il analyse ainsi comment la relativité einsteinienne transforme les notions de temps et d'espace et la microphysique périme la notion de « chose ». À la lumière de ses analyses, la méthode scientifique apparaît comme « non-cartésienne », c'est-à-dire qu'elle ne s'appuie plus sur un fondement absolu et des idées simples mais consiste, au contraire, à réviser constamment ses hypothèses pour mieux épouser la complexité des phénomènes.