Nel 1666 si trasferiva a Firenze presso la corte del Granduca di Toscana, Ferdinando II de' Medici. La corte dei Medici era allora il punto di incontro di alcuni dei più importanti scienziati del tempo tra cui Vincenzo Viviani, Francesco Redi, Lorenzo Magalotti e Marcello Malpighi. Fu soprattutto con Viviani e Redi che Stenone strinse profondi rapporti di amicizia. È in Toscana (Firenze ma anche Pisa, Livorno, Carrara, Volterra, isola d'Elba) che Stenone, oltre a proseguire gli studi anatomici, rivolse il suo interesse anche alla geologia e mineralogia. 