Buffon est surtout célèbre pour son oeuvre majeure « Histoire naturelle, générale et particulière, avec la description du cabinet du Roy » en 36 volumes parus de 1749 à 1789, dont 8 après sa mort.
Il y a inclus tout le savoir de l’époque dans le domaine des sciences naturelles. C’est dans cet ouvrage qu’il relève les ressemblances entre l’homme et le singe et la possibilité d’une généalogie commune.
L’attention que Buffon accorde à l’anatomie interne le place parmi les précurseurs de l’anatomie comparative. « L’intérieur dans les êtres vivants, est le fond du dessin de la nature » écrit-il dans le « Quadrupèdes ».
« L’histoire naturelle », qui devrait embrasser tous les règnes de la nature, ne comprend que les minéraux et une partie des animaux (quadrupèdes et oiseaux).
Elle est accompagnée d’une théorie de la terre, de discours en forme d’introduction, et de suppléments parmi lesquels se trouve « Epoques de la nature », un des plus beaux ouvrages de l’auteur.
Vers la fin de sa vie, aux derniers temps de l’Ancien Régime, on lui prête ce mot : « Je vois venir un mouvement terrible, et personne pour le diriger. »
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