В науке на протяжении длительного времени основные подходы к изучению объектов были связаны с двумя методологическими аспектами. Первый аспект, начиная с древнейших времен, выражал элементаризм (его крайняя форма — механистический атомизм); второй аспект — это варианты концепции целостности.
Элементаризм исходил из убеждения, что во всяком явлении необходимо отыскать его первооснову, поэтому проблема сложности есть проблема сведения сложного к простому, целого к части, исходному простому элементу. В противоположность этому концепция целостности исходила из невозможности сведения сложного к простому, а целого к части. Эта концепция предполагает наличие у целостного объекта таких свойств и качеств, которые никак не могут быть присущи его составным частям. Этот тезис стал особенно популярен в науке на рубеже XIX-XX вв.
Наука долгое время развивалась под знаком превосходства элементаристского подхода. Это объясняется несколькими причинами: во-первых, при изучении неизвестных объектов самый простой способ его исследования состоит в разложении этого объекта на составляющие и изучении каждого из них в отдельности; во-вторых, реализация элементаристского принципа позволяет  находить   единое   основание  для   объектов  самой разной природы.
Постепенно стала осознаваться недостаточность не только элементаристского и противоположного ему целостного подхода, но и самого способа мышления, заключенного в эти рамки. Это осознание нашло наиболее полное выражение в теории познания И. Канта (1724— 1804) и всей немецкой классической философии. Эта новая логика мышления все более ориентировалась на поиск внутренних «механизмов» жизни и развития объектов.
Весомый вклад в обоснование необходимости выработки общих представлений о развитии мира и науки внес Г. Спенсер (1820—1903), который разработал принципы дифференциации и интеграции, признанные позднее всеобщими. Г. Спенсер считал, что объединение знания должно происходить путем подведения более узких классов явлений под более значительные, так как высшие обобщения науки справедливы не только для одного порядка явления, но и для всех порядков.
Важный шаг на пути совершенствования принципов научного мировоззрения был связан с расширением и углублением представлений о причинности. В сфере естествознания первым конкретным выражением обновления принципов подхода к объекту изучения явилось создание статистической физики, опирающейся на вероятностный принцип. Вслед за физикой статистические методы исследования начали распространяться и в других областях знания, в том числе и в социальных науках. Это означало, что причинно-следственные связи перестали быть единственным видом связей, признаваемых наукой. Наряду с ними были признаны функциональные, корреляционные и другие виды связи.
Разработкой статистических методов завершился первый этап формирования предпосылок системного подхода.