En quelques années, ce livre s'est imposé parmi les classiques de l'histoire des sciences modernes. L'étude repose sur une description très documentée des dispositifs matériels de laboratoire que les scientifiques du XXe siècle appellent « systèmes expérimentaux ». À partir de ce concept, cet ouvrage établit une épistémologie générale et rigoureuse de l'expérimentation moderne. La dynamique de la recherche apparaît alors comme un processus de formation de « choses épistémiques » : les sciences empiriques se développent dans la confrontation avec leurs objets. Ainsi s'opère un déplacement radical de l'attention qui, s'éloignant des idées et intentions des acteurs, se tourne vers ces choses par lesquelles les actions deviennent déchiffrables.