在物理学的发展史上，形象思维起到了重要的作用。物理学上许多新概念的提出，往往离不开形象思维，很多物理新概念的诞生与已有的科学知识找不到现成的逻辑途径，对新概念的诞生真正有效的，是基于观察和实（试）验的形象类比、联想与想象。
（一）形象思维可以为新概念的提出提供形象基础
关于物质的组成，我国古代学者提出过五行说，西方学者提出过元素论。古希腊哲学家德谟克利特曾提出原子论，认为宇宙间的一切物质都是由极小的、坚硬不能穿透的、不可再分割的终极粒子——原子组成，原子是永恒的，不可创造、不可毁灭。在现在看来，这样的观点是缺乏实验基础的，但它作为哲学家思辨的产物，却有着广泛的形象基础。
德谟克利特通过日常观察发现，手上的戒指戴久了就会变薄；铁犁耕地多了就会磨损；博物馆中铜像的手被参观者握手次数多了就会变小；物体蒸发时发出的气味会传很远，这些过程虽然看不见、摸不着，但可以想象，它们一定是一点一点、极小、极少地耗掉或者挥发出去的。因此可以想象，戒指、铁犁、铜像等物体都是由许多极小的粒子组成的，由此可以推知自然界的一切物质都是由极小的粒子组成的，这种粒子，德谟克利特称之为原子。
磁感线的提出也与形象思维分不开。法拉第通过观察放置在磁铁附近的铁屑所形成的图案，并与磁铁周围小磁针的指向相比较后认为，即使没有铁屑，磁场中也应该存在这种可以表示磁针指向的线，由此提出了磁感线的概念；与此相类似，法拉第还通过类比电与磁，提出了电场线的概念，并设想电力和磁力一样也是通过力线传播的。
逐步地，法拉第确立了他的物理场思想，他把热力线、光线、重力线、电场线和磁场线都列入空间力场的范围，并指出力线或场是独立于物体的另一种物质形态，物体的运动都是场作用的结果。法拉第所提出的力线和场的思想，正是在实验的基础上，通过形象类比、想象提出来的，这与形象思维密切相关。
