Ob Zoologie, Paläontologie oder Mineralogie: im 19. Jahrhundert differenziert sich die Naturwissenschaft zu zahlreichen eigenständigen Fachgebieten aus. Seit den fünfziger Jahren des 19. Jahrhunderts begründen Bunsen, Helmholtz und Kirchhoff mit chemisch-physikalischen Forschungen den besonderen Ruhm der Heidelberger Naturwissenschaften.

Sie werden enthusiastisch unterstützt von der Regierung, die zwischen 1850 und 1860 sage und schreibe 97 Prozent der staatlichen Neuinvestitionen zur Förderung der Chemie ausgibt. Davon verspricht man sich eine allgemeine Hebung des Wohlstandes und der Lebensqualität. 

1890 wird von der philosophischen Fakultät die naturwissenschaftlich-mathematische abgespalten. Damit ist die uralte Einteilung in vier Fakultäten um eine fünfte erweitert.