Il pensiero di Vanini è abbastanza frammentario e riflette anche la complessità della sua formazione, perché era un religioso, un naturalista, ma anche un medico e un po' un mago. Ciò che ne caratterizza la prosa è la veemenza anticlericale. Tra le cose originali del suo pensiero c'è una specie di anticipazione del darwinismo, perché, dopo un primo tempo in cui sostiene che le specie animali nascano per generazione spontanea dalla terra, in un secondo tempo (lo aveva già pensato anche Cardano) pare convinto che esse possano trasformarsi le une nelle altre e che l'uomo derivi da "animali affini all'uomo come le bertucce, i macachi e le scimmie in genere".