恩格斯写于1873－1886年间，是创立和形成马克思主义哲学的自然辩证法科学体系的奠基性著作。它是一部未完成稿，恩格斯生前没有发表。恩格斯逝世以后，除其中《劳动在从猿到人转变过程中的作用》和《神灵世界中的自然科学》两篇论文分别于1896年、1898年公开发表之外，绝大部分手稿被德国社会民主党机会主义首领伯恩斯坦扣压三十余年。1925年，由苏联国家出版社以德文原文和俄文译文对照形式第次公诸于世。但这个版本的编辑、校订和翻译工作都比较粗糙。1941年苏联又出版了新版本，修订了1925年版本的一些重大错误，在编排形式上也作了根本的改动。后编入《马克思恩格斯全集》第20卷。
在我国，这部著作有广泛的巨大影响。迄今出过五个中译本。第一个译本由杜畏之根据1925年德俄对照本译出，上海神洲国光社出版；目前较为通行的是人民出版社1971年3月出版的、中共中央马克思恩格斯列宁斯大林著作编译局依据《马克思恩格斯全集》德文第二版第20卷校订的第四个译本；1984年由于光远主持又重编、出版了新译本。
这部著作是恩格斯长时期对自然科学进行深湛研究的结晶。马克思主义创始人一贯重视对自然科学的研究，尤其注重科学同哲学、科学同社会实践的关系的研讨。在这方面，恩格斯的建树尤为卓著。因而对于自然科学新成果进行辩证唯物主义的概括和总结，批判自然科学研究中的唯心主义和形而上学观念，也就成为恩格斯自觉地经常性的任务。《自然辩证法》这部著作的最初写作动因，就是恩格斯打算把自己的研究成果写成一部旨在反对庸俗唯物主义者路·毕希纳的论战性著作。但是，鉴于当时许多自然科学家被形而上学和经验主义传统观念所束缚，面对自然科学迅速发展而日益揭示出自然界的辩证性质感到迷惑不解，思想上陷入极度混乱，甚至误入歧途，成为荒唐迷信的牺牲品；同时也由于资产阶级各种思想流派竭力歪曲自然科学的新材料，打着最新“科学”的招牌向马克思主义哲学猖狂进攻等种种情况，恩格斯认为必须对自己提出更广泛的任务。1873年5月30日恩格斯从伦敦寄给住在曼彻斯特的马克思的信，叙述了《自然辩证法》的宏大写作计划，得到了马克思的完全赞同。在此后十几年间，恩格斯深入细致地研究了有关自然科学重大问题的大量文献，写作了这部光辉著作。
恩格斯这部著作，是由10篇大致完成了的论文、169个札记和片断以及两个计划草案所构成。恩格斯逝世前不久，曾把这些文稿分为四束，每一束冠以标题，内容大体上与两个计划草案相符。目前《马克思恩格斯全集》第20卷中的《自然辩证法》一书的结构，即是按两个计划草案排定的。
这部著作虽是未完成稿，但思想极为深刻，内容极其丰富。在本书中，恩格斯详尽地考察了哲学和自然科学的全部发展史，特别是近代哲学和自然科学发展的历史，从而揭示了辩证唯物主义的自然观代替形而上学自然观的历史必然性和重大意义，深刻地说明了在当代，“在自然科学中，由于它本身的发展，形而上学的观点已经成为不可能的了”，只有“辩证思维对今天的自然科学来说是最重要的思维形式”，高瞻远瞩地指出：“一个民族要想站在科学的最高峰，就一刻不能没有理论思维”，轻视哲学，蔑视辩证法是不能不受到惩罚的。书中结合19世纪中叶以来自然科学发展的巨大成就，进一步阐发了唯物辩证法的一般性质和主要规律。恩格斯批判地分析了黑格尔唯心主义辩证法，强调了唯物辩证法同它的原则区别；认为主观辩证法同客观辩证法是一致的，前者不过是后者的反映而已；扼要地把唯物辩证法确定为“关于普遍联系的科学”，明确地把辩证法的一般规律实质上归结为质量互变、对立统一、否定之否定等三条规律，突出了对立统一规律的重要地位，并用以论述了同一和差别、原因和结果、必然和偶然、无限和有限等诸成对范畴的辩证关系。在本书中，思格斯还注意把辩证法运用于认识论，运用于辩证思维，深刻阐明了思维的实践基础、思维的历史性，以及思维形式、思维方法的辩证本性，并用以批判了自然科学中的经验主义和不可知论。在马克思主义经典著作中，恩格斯在这里第一次明确提出了“辩证逻辑”的概念，深入探讨了自然和精神相统一、历史和逻辑相一致、抽象和具体的逻辑关系等辩证逻辑的基本原则。
恩格斯这部著作的主要内容之一是全面阐述辩证唯物主义的运动观。书中精辟地揭示了运动的本质含义，指出：“运动，就最一般的意义来说，就它被理解为存在的方式、被理解为物质的固有属性来说，它包括宇宙中发生的一切变化和过程，从单纯的位置移动起直到思维”，物体的“相互作用构成了运动”，从而阐明了物质和运动的不可分割性。依据当时科学发展的水平，恩格斯把物质运动的基本形式归结为五类，即机械运动、物理运动、化学运动、生物运动和社会运动，并据此创立了科学分类的辩证唯物主义的基本原则，明确指出了“科学分类就是这些运动形式本身依据其内部所固有的次序的分类和排列”。书中恩格斯还分别研讨了数学、力学、物理学、化学、生物学等各个学科领域的辩证内容，批判了各种唯心主义和形而上学观点，提出了一系列重要理论观点。例如，关于运动不灭的观点，关于生命活动的本质规定，关于自然界无限发展、无限循环的辩证法，等等。此外，恩格斯在本书中还论述了劳动在从猿到人转变过程中的作用，提出了“劳动创造了人本身”这一著名科学论断；阐明了科学的发生和发展对于物质生产的依赖性以及科学在社会发展中的重大意义等，从而丰富和发展了历史唯物主义的基本原理。
《自然辩证法》一书的写作距今已有一百多年了。随着时间的推移，它在马克思主义哲学史上的重要地位日益被人们所认识。它所阐述的辩证唯物主义自然观、自然科学方法论早已深入到各个科学领域；它开创了马克思主义哲学研究的新领域，使马克思主义哲学体系更加完备和系统化了；虽然书中部分有关自然科学材料随着科学的发展已显得陈旧了，但它所提出的一些科学预见、一些哲学结论，时至今天对于我们的哲学研究、自然科学研究仍然具有十分重要的意义。