La aparición de la imprenta en 1459 de la mano de Gutemberg marca un hito extraordinario en la historia del conocimiento, permitiendo entre otras muchas cosas, un acceso más amplio a los saberes sobre el mundo natural. En vez de utilizar las habituales tablillas de madera, Gutemberg confeccionó en metal los primeros tipos móviles que imitaban a la perfección la escritura manuscrita. El proceso era mucho más rápido que el grabado en madera e infinitamente más resistente al uso. Uniendo las letras en un soporte se confeccionaban las planchas de impresión, que se colocaban sobre el papel en una vieja prensa de uvas. Las letras capitulares y las ilustraciones se añadían después de forma manual, aunque muy pronto se comienza a combinar el viejo sistema xilográfico con la imprenta (1461), ofreciendo la posibilidad de realizar copias exactas de las ilustraciones. En 1485 se publica Hortus sanitatis, un tratado que agrupa los conocimientos del siglo XV sobre las plantas y su uso medicinal, siendo considerado uno de los primeros incunables sobre historia natural.

La llegada de la imprenta permitió también el lanzamiento de nuevas vías de comunicación científica, aumentando de manera extraordinaria la demanda de textos ilustrados. A partir de ese momento da comienzo el verdadero primer auge de la ciencia, viéndose acompañada en sus vías de transmisión por unas ilustraciones que van dejando progresivamente de ser un complemento meramente ornamental para convertirse en una herramienta de transferencia de información sobre el mundo natural que nos rodea.

A comienzos del siglo XVI un grupo de "botánicos" centroeuropeos se interesaron por las cualidades curativas de las plantas. Estos autores se centraron en dibujar y describir con fidelidad aquellas que crecían en su tierra natal, publicando libros sobre hierbas o herbarios. Las posibilidades que ofrecía la xilografía no se explotaron al máximo hasta 1530, con la obra de Otto Brunfels, Herbarium vivae eicones. Este tratado botánico profusamente ilustrado marca un hito en la historia de la ilustración científica. Por primera vez los cortes de los grabados fueron realizados a partir de dibujos de ejemplares originales (y no de la copia de otros tratados más antiguos), causando verdadero asombro en los lectores de la época.

En 1542 aparecerá publicado el trabajo de Leonard Fuchs, quien supervisó personalmente la realización de los grabados que acompañarían su De historia stirpium commentarii insignes. Éstos se realizaron a partir de dibujos tomados del natural e incluían, además de la planta, detalles de sus flores y sus frutos para facilitar su identificación.

Otro de los tratados botánicos que destaca por sus grabados son los Discorsi de Pietro Andrea Mattioli, una traducción comentada de la obra De Materia Medica de Pedanio Dioscorides Anazarbeo (40-90 EC), escrita en latín. La primera edición se publicó en lengua italiana en Venecia en el año 1544. Posteriormente, entre los años 1562 y 1585, ven la luz cuatro nuevas ediciones con magníficos grabados xilográficos de gran tamaño. A partir de entonces las imágenes grabadas se convierten definitivamente en el medio más eficaz para transmitir el conocimiento natural, quedando liberado de barreras lingüísticas y de aquellas debidas a la escasa alfabetización de la época.

Durante el siglo XVI, una vez establecida la imprenta en toda Europa, la imagen va adquiriendo progresivamente más importancia dentro del texto, pasando por todas las interpretaciones gráficas de la realidad natural. Destacan por su calidad los grabados xilográficos presentes en los trabajos de Conrad Gesner, Pierre Belon o Ulisse Aldrovandi, o las asombrosas láminas sobre anatomía humana de Andreas Vesalio.

Pronto comienza a utilizarse una nueva técnica de estampación: la calcografía (del griego khalkos, cobre). En lugar de cortes de madera se utilizan matrices de cobre, donde se realizan incisiones para contener la tinta que se fijará al papel, en vez de entintarse la superficie como ocurre con la xilografía. Esta técnica, denominada talla dulce, fue ideada a mediados del siglo XV por Martin Schongauer (1448-1491), conocido como el "Maestro del Gabinete de Ámsterdam". Posteriormente, Alberto Durero (1471-1528) experimenta de forma magistral con esta metodología a partir de 1512. El cobre resultó ser un metal con una resistencia suficiente para que la matriz pudiera utilizarse repetidamente en la obtención de un número determinado de estampas mucho mayor que el que se obtenía de los cortes de madera. Además, poseía una maleabilidad adecuada para producir en la estampa trazos limpios y contaba con multitud de posibilidades como material artístico. La plancha, una vez entintada y bien limpia la superficie (que ocasiona zonas blancas en la estampa final), se colocaba en una prensa o tórculo y se cubría con el papel. Podemos encontrar un bello ejemplo de una de las primeras obras con ilustraciones zoológicas mediante técnicas calcográficas en el trabajo de Ippolito Salviani, Aquatilium animalium historiae, publicado entre 1554 y 1557.

El detalle de las ilustraciones estampadas mediante matrices de cobre permite posibilidades de identificación taxonómica mucho más precisas que las que ofrece la xilografía, aunque esta última se continúa utilizando mayoritariamente por ser mucho más económica. Archetypa de Jacob Hoefnagel, publicada en 1592, constituye otra de las obras sobre historia natural pioneras en utilizar la calcografía, aunque en este caso las bellísimas ilustraciones de animales y plantas se acercan a propósitos más artísticos que científicos.

A partir del siglo XVII se integra la técnica de la punta seca o talla dulce con una serie de tratamientos sobre la plancha de cobre como el aguafuerte, la aguatinta, el punteado, la mezzotinta o manera negra y el crayón. El grabado alcanzará categoría de obra de arte, con unos procedimientos y técnicas propios. Los grabadores se agrupan en gremios profesionales y se independizan de los editores, consiguiendo así  mayor libertad de creación.

En este momento crece la tendencia de dar color o iluminar las estampas a mano con pigmentos naturales a la acuarela, una costumbre que continúa hasta mediados del siglo XIX. Debido al elevado coste de las obras iluminadas, accesible a pocos bolsillos, se genera otro mercado mucho más abundante de obras sin iluminar. Posteriormente el dueño de la obra podía mandar iluminar las láminas a un profesional o hacerlo él mismo o su familia, tendencia bastante común que provoca en ocasiones que las especies representadas en los grabados tengan colores muy distintos a lo observado en la naturaleza.

Una de las primeras obras iluminada en el mismo momento de su publicación fue Hortus Eystettensis de Basilius Besler. Ejemplares seleccionados de este herbario monumental, salido de imprenta por vez primera en 1613, fueron iluminados y reservados para importantes personalidades de la época, mientras los ejemplares sin iluminar se podían adquirir a un precio mucho más económico. Más de un siglo después, en Inglaterra, fue Eleazar Albin el primero en editar un libro enteramente iluminado de origen, A Natural History of Birds (1731-1738), trabajo que realiza él mismo con la ayuda de su hija.  

Destaca por su laboriosidad el ingente trabajo de Mark Catesby, Natural History of Carolina, Florida and the Bahama Islands (1731), el cual tardó 18 años en completar debido al minucioso proceso de grabar primero al cobre sus dibujos para después iluminar cada una de sus estampas, convirtiéndose en una de las publicaciones más caras del siglo XVIII.

La obra de Johann Weimann, Phytanthoza Iconographia (1735-1745) fue una de las primeras obras botánicas que se publicó íntegramente iluminada a partir de planchas de cobre entintadas con diferentes colores.

Un siglo después, John James Audubon publicaría The Birds of America (1827-1838) tras 12 años de trabajo editorial, grabando e iluminando a mano cada una de sus espectaculares 435 ilustraciones a tamaño real. El enorme esfuerzo en el proceso de edición provocaba que la obra alcanzara un altísimo valor en el mercado. Esto ocasionó que los libros ilustrados de historia natural fueran normalmente publicados bajo suscripción. Los suscriptores se comprometían a comprar la obra y la pagaban a plazos, recibiendo periódicamente una parte de la misma. El dinero recaudado con esa parte se utilizaba para editar la siguiente. Por tanto, los grandes libros ilustrados de historia natural se componían de colecciones de estampas y hojas con texto que retenían los compradores, para luego ser encuadernados por sus propietarios una vez completos todos los fascículos.

Al igual que ocurre con los textos descriptivos, es muy frecuente la aparición de auténticos "plagios" en la iconografía científica, incluso bien entrado el siglo XVIII. La mayoría de las imágenes que encontramos en libros ilustrados de naturaleza son copiadas a partir de otras previas con mayor o menor fidelidad, procedimiento bastante más frecuente que el dibujo original del natural, sobre todo si la especie que se representa vive en territorios lejanos. Estas imágenes se extienden a lo largo de generaciones, convirtiéndose en una referencia gráfica que termina siendo un icono arquetípico, en ocasiones poco realista, de una especie animal o vegetal. Es el caso del famoso rinoceronte realizado por Alberto Durero (1471-1528) en 1515, el cual fue copiado infinidad de veces hasta bien entrado el siglo XVIII. 

Por último, el siglo XIX se caracteriza por la utilización de una nueva técnica de estampación: la litografía (del griego lithos, piedra). La superficie a grabar es en este caso una plancha de piedra caliza pulimentada, donde se dibuja con un lápiz graso. Posteriormente, la plancha se humedece y se entinta. Al ser también grasa, la tinta queda adherida a las zonas dibujadas. Rápidamente se desarrolla la cromolitografía, técnica en la que se utilizan varias planchas litográficas iguales, tantas como colores sean necesarios, entintando cada una con un color y estampando una tras otra sobre el mismo papel. Así se realizarán millones de carteles en plena etapa modernista. La industria editorial se interesa especialmente por el libro de naturaleza ilustrado y crece la moda de los libros sobre ornitología, por lo que son muy abundantes los libros con grabados litográficos sobre esta temática.