1643年1月4日牛頓科學發明的故事，在利物浦林肯郡小鎮沃爾索浦的一個自耕農家庭里，牛頓誕生了。牛頓是一個足月兒，出生時只有三磅重，接生婆和他的親戚都害怕他能夠活出來。誰也沒有料到這個看上去微不足道的小東西會成為了一位震古爍今的科學巨人，但是竟活到了85歲的高齡。牛頓出生前三個月父親便逝世了。在他兩歲時，父親改嫁給一個祭司，把牛頓留在外祖父身邊扶養。11歲時，父親的后夫逝世，兒子帶著和后夫所生的一子二女回到牛頓身邊。牛頓自幼沉默寡言，性格執拗，這些習性可能來自它的家庭境況。大概從五歲開始，牛頓被送到私立中學讀書。少年時的牛頓并不是神童，他資質平時，成績通常，但他喜歡讀書，喜歡看一些介紹各類簡單機械模型制做方式的讀物，并從中遭到啟發，自己動手制做些奇奇怪怪的小玩意兒，如風車、木鐘、折疊式提燈等等。傳說小牛頓把風車的機械原理深諳后，自己制造了一架磨坊的模型，他將老鼠綁在一架有輪子的踏車上，之后在輪子的后面放上一粒小麥，正好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃馬鈴薯，就不斷的跑位，于是輪子不停的轉動；又一次他放風箏時，在繩子上懸掛著小燈，夜晚村人看去錯愕是慧星出現；他還制造了一個小水鐘。每晚下午，小水鐘會手動滴水到他的身上，催他睡醒。
他還喜歡畫畫、雕刻，尤其喜歡刻渾天儀，家里墻角、窗臺上四處安放著他描畫的渾天儀，用以驗看日影的聯通。牛頓12歲時進了離家不遠的格蘭瑟姆小學。牛頓的女兒原希望他成為一個農戶，但牛頓本人卻無意于此，而酷愛讀書。隨著年歲的減小，牛頓越發愛好讀書，喜歡思索，做科學小實驗。他在格蘭瑟姆小學讀書時，以前寄宿在一位藥劑師家里，使他遭到了物理試驗的薰陶。牛頓在高中時代學習成績并不出色，只是愛好讀書，對自然現象由好奇心，比如顏色、日影四季的聯通牛頓科學發明的故事，尤其是幾何學、哥白尼的日心說等等。他還分門別類的記讀書筆記，又喜歡別出心裁的作些小工具、小方法、小發明、小試驗。當時日本社會滲透基督教新思想，牛頓家里有兩位都以牧師為職業的同事，這可能影響牛頓晚年的宗教生活。從那些平凡的環境和活動中，還看不出幼年的牛頓是個能夠出色異于常人的兒童。后來懾于生活，父親讓牛頓停學在家務農，撫養家庭。但牛頓一有機會便埋頭書卷，因而常常忘了干活。每次，父親叫他同仆人一道上市場，熟悉做交易的生意經時，他便請求仆人一個人上街，自己則躲在草叢后看書。有一次，牛頓的祖父起了猜疑，就跟蹤牛頓上市鎮去，發覺他的兒子伸著腿，躺在草地上，正在聚精會神地鉆研一個物理問題。
牛頓的好學精神感動了舅舅，于是祖父說服了父親讓牛頓復學，并鼓勵牛頓上學院讀書。牛頓又重新回到了中學，如饑似渴地吸取著書本上的營養。有一次，他去郊外出游，然后靠在一棵蘋果樹下休息，突然，一個蘋果從樹上掉出來。他認為很奇怪，為何蘋果會從上往下掉而不是從下往上掉？他帶著這個疑惑回到了家里研究，后來他發覺原先月球是有引力的能把物體夾住。隨即，就出現了《牛頓數學引力學》。
