Cet ouvrage comporte dix chapitres indépendants qui peuvent donc se lire dans un ordre arbitraire : un prologue s’ouvre par des citations de Victor Hugo, Saint-John Perse, Beethoven, Einstein et Dirac et précise comment art et science se fécondent mutuellement.
1) Le nombre d’or et la divine proportion (Pyramides, homme idéal, le Corbusier et son Modulor, peinture, musique, cerveau)
2) Symétries, ordre et harmonie (Solides de Platon, pavages périodiques, quasi-cristaux, labyrinthes, Escher, fractales)
3) Perspective et trompe-l’oeil (Renaissance, Brunelleschi, Lambert, anamorphose, illusions)
4) Sons, esthétique et recherche musicale (Harmonie des sphères, gamme tempérée, dodécaphonie et atonalisme, Xenakis et Boulez)
5) Couleurs et perception visuelle (Aristote, Goethe, Chevreul, Delacroix, impressionnistes, Delaunay, pointillistes et divisionnistes)
6) De la lanterne magique aux images de synthèse (Ombres chinoises, fantasmagories, théâtre optique et dessin animé, la nature prise sur le fait, Thomas Edison et les frères Lumière, images de synthèse)
7) Les chefs d’oeuvre de la science-fiction (Voltaire et Micromégas, Jules Verne, premiers films et reconnaissance officielle, âge d’or et aujourd’hui).
8) La science moderne et le renouveau artistique (Picasso et le cubisme, triomphe de l’abstraction, surréalisme et inconscient, Marcel Duchamp, Salvador Dali, Gustave Klimt)
9) Les méthodes de datation (Principe et limites de la datation au carbone 14, dendrochronologie, thermoluminescence, datation des bois et de l’ivoire)
10) Examen et analyse des œuvres d’art (Microscopie, fluorescence, photographie et réfractométrie infrarouge, radiographie et gammagraphie, chromatographie, endoscopie, micro fluorescence X, absorption infrarouge, microscopie électronique à balayage, spectrométrie Raman, PIXE l’art de chahuter la matière, résonance magnétique nucléaire)

Deux brèves annexes donnent avec humour deux productions d’Alphonse Allais (Chroniques scientifiques du chat noir) et de Raymond Queneau (Exercices de style)