Még költői alkotásainál is többre becsülte Goethe optikai tanulmányait. Sehogysem tudott megbarátkozni azzal a gondolattal, hogy a fehér fény, mely szerinte a tisztaságnak és az egyszerűségnek a foglalata, több színből lenne összetéve.
Ma már tudjuk, hogy Goethe tévedett és senkisem kételkedik abban, hogy a fehér fény különböző színű fénysugarak keveréke, melyeket az üvegprizmával választhatunk szét. Goethe pedig azt állította, hogy a színek a prizmából erednek, mert ha a színkép valamely színét több prizmán engedte áthaladni, a sugárnyaláb szélein más színeket is észlelt.
Tudjuk, hogy ennek a jelenségeknek az oka Goethe hiányos optikai berendezésében rejlett, amivel nem tudta a színeket egymástól eléggé elkülöníteni. Csak a mult század közepén sikerült Helmholtznak prizmák és lencsék kombinációjával tiszta színt előállítani. Ellenben maradandó értéknek Goethenek a zavaros közegekben fellépő fényjelenségekre, a fölkelő nap vörös színére vonatkozó vizsgálatai, továbbá fiziológiai, optikai tanulmányai.
Mint a weimari hercegség vezető miniszterét bízta meg Károly Ágost herceg, ki később meghitt barátja is lett, az ilmenaui bánya fellendítésével és országutak építésének irányításával. Hogy feladatának lelkiismeretesen megfelelhessen, ásványtani és földtani tanulmányokba mélyedt el.
Intézkedett, hogy Svájcban bő, idevágó vizsgálati anyag álljon rendelkezésére, ásványokat gyűjtött, Thüringiában és a Harzban geológiai felvételeket végzett, gyakori karlsbadi tartózkodása alatt Csehország ásványkincseivel és geológiájával ismerkedett meg.
Messze megelőzte korát, mikor felismerte, hogy a hegységeket nem a lassú, fokozatos fejlődést erőszakosan megszakító természeti forradalmak hozták létre, hanem olyan geológiai átalakulások, melyek észrevétlenül ma is végbe mennek. Első volt, aki rámutatott arra, hogy az idős rétegek állati és növényi kövületeket nem tartalmaznak, ilyenek a fiatalabbakban fordulnak elő. A gránitról két előzetes tanulmányt is hátrahagyott.
Goethe a meteorológia iránt is melegen érdeklődött. A weimari hercegségben a meteorológiai állomások egész hálózatát rendezte be, az észlelők számára utasításokat dolgozott ki és „Witterungslehre” cím alatt munkát is írt.
Goethe valóságos szenvedéllyel csüngött a természettudományokon, melyeket nagy szelleme teljes egyetemükben fel tudott ölelni. Ha valami felizgatta, vagy lehangolta, a természettudományokban talált megnyugvást és vigasztalást. A természet szentélyéhez mindig csak mély vallásos áhítattal közeledett, rejtélyeibe a gyarlóságát érző ember szerénységével iparkodott behatolni. Megkapóan ad kifejezést érzéseinek Faust hálahimnuszában.
Dr. Donath Gyula