В історії науково природознавства та інших наук даного циклу декілька століть панувала тенденція диференціації наук, предмети наукових досліджень були розмежовані, що дозволяло кожній окремій науці вивчати їх досить детально. Таким чином був побудований потужний фундамент для подальшого розвитку природознавства, але разом із цим це викликало об’єктивні предпосилки до інтеграції природничих наук та виникнення таких наук як фізична і колоїдна хімія, біохімія, молекулярна біологія, геохімія, та інші. Знайомство учнів з результатами інтеграції наук стало одним із основних завдань сучасної шкільної освіти, і не менш важливим, чим залучення їх до конкретних знань. Суть та практична роль досягнень сучасної науки про природу повинні розкриватися на доступному та зрозумілому рівні для школярів. Водночас недостатньо механічно переносити в навчання основні напрямки інтеграції наук, необхідно побудувати ефективну дидактичну систему між предметних зв’язків. Без цього важко переконати учнів в тому, що більшість процесів і явищ, які вивчаються різними предметами, єдині по своїй природі. Необхідно сформувати у них уявлення про систему понять, універсальних законах, загальних теоріях та комплексними проблемами(таких як закон збереження маси та енергії, закону постійності складу речовини, взаємозв’язків між будовою, властивостями та застосуванням, сировинними, енергетичними проблемами та охороною довкілля, тощо). Розгляд між предметних зв’язків в руслі методологічних основ навчання дозволяє бачити в них дидактичну форму загальнонаукового принципу системності. Вони вносять системоутворюючий початок в предметне навчання, забезпечуючи його цілісність, виконують узагальнюючі функції, сприяють підвищенню теоретичного та наукового рівня освіти школярів. Залучаючи школярів до системного методу мислення, міжпредметні зв’язки розширяють область пізнання, виділяють зв’язки між елементами знань із різних навчальних дисциплін. Це підсилює взаємодію дедукції та індукції, аналізу й синтезу, узагальнення й конкретизації при загальному зростанні шляхів пізнання. Міжпредметні зв’язки потребують все більш нових узагальнюючих і пізнавальних задач. Вони визивають потребу в учнів розвитку вмінь та навиків узагальнювати знання зрізних предметів, в одиничних прикладах бачити загальне і позицій загального оцінювати одиничне. Міжпредметні зв’язки забезпечують систему в організації предметного навчання, стимулюють вчителів до самоосвіти, творчості і взаємодії з іншими вчителями предметниками. Це спонукує підвищенню педагогічної майстерності, згуртованості педагогічного колективу в розв’язанні єдиних задач навчання. Систематичні міжпредметні зв’язки допомагають закріпленню предметних знань та вмінь учнів в процесі їх постійного застосування  по різним предметам. Таким чином міжпредметні зв’язки являються важливим фактором вдосконалення процесу навчання в цілому, на всіх його рівнях.