这个历程大致可以分为四个阶段：
第一个阶段，在人类社会的早期，由于生产力发展水平十分低下，人类对自然界的认识十分肤浅，因此，那时作为理论形态的自然科学还没有形成，科学、技术与生产浑然一体，尚无明确区分，或者说，科学、技术作为一种萌芽，还完全体现在一般物质生产过程之中。
第二个阶段，在整个古代，随着物质生产力发展水平的提高，在原始社会后期和奴隶社会形成的过程中，先后出现了三次社会大分工：第一次社会大分工是农业和畜牧业的分离，以及原始人群分化为农业部落和游牧部落；第二次社会大分工是手工业和农牧业的分离，以及专业手工业工匠的形成；第三次社会大分工是商业和物质生产领域的分离，以及特殊商人阶层的形成。在三次社会大分工的基础上造成了城市和乡村的分离，逐渐形成了物质生产和精神生产、体力劳动和脑力劳动以及体力劳动者和脑力劳动者之间的分工，即社会基本分工。在全社会的范围内，科学作为一种生产活动，日益从物质生产过程中分离出来，成为社会分工的一个独立的部门。这时，物质生产和科学生产作为两个相对独立的部门平行发展，彼此之间的联系尚不紧密和直接。在整个古代科学本身还没有形成系统的理论，经验性的科学知识仍然占主导地位，技术的发展主要依赖于生产实践所获得的经验，而不是科学理论的自觉应用和物化。科学的发展也主要来自对生产经验和技术经验的整理、总结和提高。这种科学，实质上是归纳的科学，即科学跟在生产和技术之后，概括与总结人们在生产、技术活动中积累起来的经验材料，科学还没有走在生产和技术前面起主导作用和超前作用（当然对生产的发展有反作用），就生产、技术、科学三者相互作用的形式来说，基本上表现为“生产→技术→科学”的过程，“科学→技术→生产”的过程尚未出现。
第三个阶段，到了近代，随着物质生产力的发展以及与此相联系的科学技术在物质生产过程中日益广泛的应用，不仅在全社会的范围内，物质生产和科学生产作为两个相对独立的部门都有了进一步的发展，而且在物质生产领域内部，也出现了物质劳动和科学劳动的分工。
在第一次产业革命以后形成的资本主义机器大生产中，需要有专门的科学技术人员，他们虽然不从事直接的物质生产劳动，而专门从事科学技术和工程技术活动，但是他们的这种劳动是物质生产劳动总过程中不可缺少的一部分。在物质生产领域内出现物质劳动和科学劳动的分离，不仅不是使物质生产和科学生产之间的关系更加疏远了，而是把二者结合在同一个生产部门中，因而使二者更接近、更密切了。但是，在整个近代，科学和技术、科学和生产在很大程度上仍然是脱节的。这主要表现在两个方面。其一是科学的发展常常落后于技术和生产的发展，以至在科学理论上尚未搞清楚的东西，在技术和生产上却可以首先实现它。例如蒸汽机，虽然1768年经过瓦特改进已达到了生产实用阶段，并在1782年造出了比较完善的往复式蒸汽机，但作为其理论基础的热力学，却是直到19世纪中叶才建立起来的。其二是有时虽然科学因其自身的矛盾运动而出现新理论，但却迟迟不能转化为生产技术，应用于物质生产。例如，1831年法拉第等人就已经发现了电磁感应现象，并且创立了电磁感应定律，为电力技术打下了理论基础，但直到36年以后（1867年）才制成了可供生产使用的直流发电机，而电力技术的迅速发展和电子技术革命的真正开始则是19世纪70年代以后的事。可以说，在近代，“科学→技术→生产”的过程虽已露出端倪，但也尚未明显形成。
第四个阶段，20世纪中期兴起的新技术革命以后。我们知道物质生产的生产工具是一个由低级到高级、由简单到复杂的发展过程。马克思把这个发展过程概括如下：“简单的工具，工具的积累，复合的工具；由一个发动机即人手开动复合工具，由自然力开动这些工具；机器；有一个发动机的机器体系；有自动发动机的机器体系。”马克思把当时的机器体系分为三个构成部分：发动机、传输机、工具机。在20世纪中期兴起的新技术革命以后，随着信息论、控制论、系统论等的出现和电子计算机的制造成功及其在生产上的应用，又制造出机器的自动控制装置，在机器体系中加进了一个全新部分——自动控制机。如果说在使用手工工具和简单机器的条件下，人们还能够凭借在直接生产过程中积累起来的经验知识，掌握操纵和制造原有生产工具以及发明创造新的生产工具的技能的话，那末，在使用复杂的机器体系、特别是使用自动化机器体系的条件下，若是没有科学理论的指导，就不仅不能发明创造新的生产工具，就是操纵或重复制造原有的生产工具也是困难的。而且，随着人类社会的发展，天然的劳动对象越来越不能满足生产者的需要，要求不断出现新的材料，而高级的新材料的制造，也必须有科学理论的指导。旧能源被新能源所代替，也需要能源理论及其他相关的科学理论的指导。物质生产的这种发展状况，要求科学不能再仅仅作为物质生产活动的结果，跟在生产实践的后面总结、概括生产实践的经验，而是要求它能够走在生产实践的前面，为生产的发展开辟各种可能的新途径，准备各种前提条件，并迅速物化为直接的生产力。当代科学对于物质生产的这种主导作用和超前作用，不但极大地提高了物质生产力的发展水平，而且也从根本上改变了生产、技术、科学三者相互作用的形式，在以前“生产→技术→科学”的过程的基础上，又出现了“科学→技术→生产”的这种逆向过程。从以上的历史考察可以看出，这种逆向过程，包含了科学对物质生产发展的反作用，但又不止于此，它还突出地表现了科学对物质生产发展的主导作用和超前作用。这样，就使生产、技术、科学三者之间的相互关系真正实现了辩证的结合，形成为“生产＝技术＝科学”的完整体系。由此可见，没有物质生产发展的一定程度作基础，“科学→技术→生产”的过程就不可能出现；而且在这个过程出现以后，“生产→技术→科学”的过程仍然存在并继续发生作用。
