科學美與藝術美的差異首先源於學科之間的不同。科學活動和藝術審美活動都是在人類長期的社會實踐的基礎上形成並逐漸分化開來的，構成了人類精神活動的兩種不同的方式，它們的分化既有反映論的根源，也有生理—心理的根源，這種精神活動的兩極化趨勢反映在人的大腦功能的不同分工和功能定位上，左半腦成為邏輯半球，而右半腦則成為情感半球，大腦功能的分化與人的精神活動方式的分化有著直接的關係。雖然從反映的同一客觀世界和現實的角度看，自然科學與作為人文科學的藝術是同宗同源的，但反映的具體對象和反映的方式並不相同。愛因斯坦就曾談論過科學與藝術二者之間的區別，他認為，當這個世界不能滿足我們的願望，當我們以自由人的身份對這個世界進行探索和觀察的時候，我們就進入藝術和科學領域。如果用邏輯的語言來描繪所見所聞的身心感受，那麼我們所從事的就是科學。如果傳達給我們的印象所假借的方式不能為理智所接受，而隻能為直覺所領悟，那麼我們所從事的便是藝術。愛因斯坦首先肯定了藝術與科學之間的共同之處，那就是二者都是以“自由人的身份”觀察和探索自然界。但二者反映的態度是不同的，科學是以主客二分為前提的，要求研究者擺脫個人的情緒和好惡，以追求對規律的正確認識和結果的邏輯性、客觀性為目的；藝術是人類社會實踐活動的精神產品，是對客觀世界的再現、反映與對主觀精神世界表現的統一，藝術通過或者以側重對客觀現實的再現、反映，或者側重主體表現的方式來揭示生活的規律，藝術的審美特征體現為人類的以自我意識為中心，它所關注的是這個世界在多大程度上是人的世界並且適合於人。科學則是對自然規律的認識，以範疇、定理和定律的形式，以數理符號為表現媒介，反映客觀世界的各種現象的本質和運動規律的知識體係。藝術卻充滿情感色彩和個性印記。美國著名科學史家庫恩（T.S.Kuhn，1922—），在《論科學和藝術的關係》中也曾論及科學與藝術二者之間的關係，一方麵他肯定了二者都是對美的追求，另一方麵，他指出了美的因素在二者中的具體功能是不同的，他說：“考慮對稱性以及以符號表示的簡單性和精巧性，考慮數學美學的其他各種形式，這在藝術與科學中都很重要。不過在藝術中，美學本身就是創作的目的；而在科學中，它頂多也隻是一個工具，亦即當幾種理論在其他方麵旗鼓相當時進行選擇的標準，或者隻是一種能啟發想像以設法解決麻煩的技術疑點的指南。隻有當它解開了疑點，隻有當科學家的美學終於與大自然的美學相一致時，美學才在科學發展中發生良好作用。在科學中，美學很少是目的本身，而且從來不是首要的。”
其次，就科學美與藝術美的不同來說，有別於藝術美的科學美更多地具有抽象性、理性的特點。從審美客體的角度講，科學美的審美客體所包含的審美因素往往不那麼直觀、不那麼形象，這時的科學美中的審美因素包容於自然現象及其規律之中，而藝術美的審美客體相對來講比較形象、直觀。從審美過程和方式看，科學美的審美主體往往需要通過邏輯的、推理的思維方式，經過對科學規律的理性把握實現對美的認知與鑒賞，而難以直接通過感官來迅速地感知審美因素。與此不同，藝術美的審美主體憑借自身的感性體驗和情感評價，以對客體的感知覺、體驗為基礎，通過各種感官的感知、分析、綜合形成頭腦中的表象，再經過表象、聯想和想像等以形象思維為主導的心理活動過程直接感知其中的審美因素，實現主體內在的審美需求。從審美主體的角度看，如果說“內行看門道，外行看熱鬧”的話，那麼，對藝術美的審美活動，即使是“外行”也可以進行（當然，可能僅僅是淺層的、表麵的“看熱鬧”），而對科學美的審美活動，“外行”就可能根本難以進行；即使是“內行”從事的審美活動，在藝術美和科學美的審美活動中，對主體相應素質的要求也有所差異，藝術美的審美要求審美主體應該具備有關藝術方麵的知識儲備，如繪畫、音樂、舞蹈、雕塑、書法以及影視欣賞方麵的鑒賞知識，而科學美的審美活動則需要主體具備那些關於自然科學的基礎知識。從審美感受的豐富性程度不同方麵分析，對藝術美進行的審美活動內容相對要豐富一些，作為個體內心體驗，可能是多樣的，有時充滿肯定的情感，有時彌漫否定的氛圍，有時會感到愉悅，有時會感到悲憤交加，有時會慷慨激昂、群情振奮，有時又會感到胸中怒火燃燒，而且，審美的形態不僅包括優美、崇高，還包括醜惡、荒誕、滑稽；而對科學美進行的審美活動則相對單一，這是由科學美的審美客體性質所決定的，科學美的審美主體通常以公正、冷靜的態度對待客觀自然現象和規律，而非依據個人主觀的好惡進行評價，審美活動的內容是以和諧、簡捷為基調的優美為主。從審美效果方麵看，科學美作為一種文化美的特殊形式，確實不像藝術美那樣具有鮮明的形象性和情感特征，它喚起的主要是一種人類的理性力量和對人類科學創造精神的追求，而不是藝術審美所具有的那種感性魅力和帶給人的全身心的情感愉悅。