「有晚上、有早晨，是第三日」。（创世记1:13）
1744年，林奈到瑞典北部波罗的海的海岸边与海上的岛屿，如哥德兰岛(Gotland)，观察地层结构与生物化石。1746年，他到瑞典西南部的西约特兰(Vastergotland)低地与瑞典南部的斯科讷(Skane)高地，观察各地的地质，脚踪几乎遍布瑞典各地。而后，他提出地球深受「水」的作用力影响，而且地球的水曾有一度比现今多，才会在高山上留下有海洋生物的痕迹，而后这些水逐渐消退，这个论点称为「水消退理论」(theory of diminishing water)。
地球表面的水为何会逐渐消退呢？林奈认为是「植物」作用。这是一个很独特的看法，早期的地质学家大多认为地球的变动会影响生物，但是林奈首先认为植物也会影响地球环境。例如，林奈提出植物的蒸散作用，能将地面的水蒸发到空气，植物改变地面空气的水比例分配，这些作用对于人类的生存非常重要。林奈写道：「植物的功能，能将土壤含水量接近饱和的土地转为旱地；没有旱地，人类就无法居住。」
林奈认为，上帝创造天地的第三天，上帝使旱地露出、植物生长，是上帝用植物使水分重新分布。到了上帝创造天地的第四天，空中的水蒸气很多，大气中有些变动，沈降了许多雨水，而后厚云消散，在地上可以看到太阳、月亮与星辰。到了第五天，地球上有旱地又有淡水，上帝在这时创造动物。
1751年，林奈发表《植物哲学志》(Philosophia Botanica)，提到植物的生长与分布，受到环境的影响，因此环境是限制生物繁殖的因子，尤其是植物影响环境，环境也影响植物，互相维持着大自然的平衡。
1753年，林奈发表《植物种志》(Species Plantarum)，这是林奈最著名的研究报告。他在这报告里提出「双命名法」(binomial nomenclature)，用拉丁文的属名与种名，来命名植物，为普世所遵从。林奈写道：「亚当能给各样的生物取名字，证明生物界一定存在命名的原则，而且这个原则存在生物身体的特征上，亚当一看就能叫出名字。生物学的基础，是由准确地给生物命名开始。」
1754年，林奈将植物与其生长环境的关系，分为六种：「水域植物」、「山域植物」、「阴域植物」、「草域植物」、「岩域植物」、「寄生植物」。这些分类的名称，现今依然在用。1755年，林奈提出生物存在着「自然节奏」(natural rhythm)，他布置一个花园，按照不同的花开放的时间，成为大自然的月历，表示生命的规律性。
同年，林奈将植物的分类延伸到动物学，提出：「若能将生物精确的分类，将为世人开一扇窗，认识上帝与其创造，清楚、有次序、有法则。」他提出圣经里已有动物分类的逻辑，在圣经利未记十一章里就用到「脚蹄有没有分瓣」、「吃东西有没有反刍」、「身体上的翅膀、鳞片」、「用掌行走，或是四足在地上爬行」的方式来分类。
林奈提出，凡是有固定形体存在的皆为「物」，他用「物」(substance)的概念来区分。有形体却没有生命的，他称为「矿物」；有生命却没有感性的(feeling)，他称为「植物」；有感性却没有理性的，他称为「动物」；有感性、有理性、有灵性(soul)─能够思考永恒与敬拜上帝的，他称为「人物」。
林奈根据这分类的逻辑，1758年依动物的形体结构区分为「哺乳类」、「鸟类」、「两栖类」、「鱼类」、「昆虫类」与「蠕形动物类」，这成为日后生物学重要的分类，其中他首先使用哺乳类这一个名词。1757年，林奈在《有趣的自然》(De Curiositate Naturali)一书中写到：「为何大自然中会有蛇、蜥蜴等长相难看或可怕的爬虫呢？这是上帝创作的败笔吗？我愈观察这些动物，愈认为这些生物有其存在的目的。当人评断这些动物时，若能不以自己为中心，将会发现这些生物充满了上帝创造的荣耀。」
林奈最后的研究，是将「人」放入自然分类的系统中。他在1749年至1760年仔细地研究，如何精确的区分「人类」。林奈写道：「在所有的生物中，只有人能思考永恒，能对上帝感恩，能敬拜上帝，是上帝差祂独生子耶稣所救赎的对象。」「如果生物的分类是一个阶梯，人类将是最高的一阶。」林奈首先建立「智人种」(Homo sapiens)，而后将人类归于哺乳类灵长目人属智人种内。
当时已经有许多化石呈现史前有类似人类的生物存在，这些生物有的住在森林称为「森林人」，有的住在洞穴称为「洞穴人」，或合称为「山顶洞人」；有些体型矮小称为「矮人族」。这些生物没有尾巴、能走路，能使用简易的工具、也有雕刻与绘画，但是林奈不认为这些上古时代拟人的生物是人类。根据林奈的造物，真正的人类或智人种是「渴慕永恒」(eternal attraction)，不是生物的结构特征所能区分出来，这是生命科学分类的极致，林奈写道：「生物分类是简化世界的逻辑，人类分类逻辑不等于真实的世界。」1759年，林奈将这些史前的生物称为「拟人类」。近代许多生物学家常将人类的演化，以图示呈现由猿人、山顶洞人到近代的智人种，却很少定义什么是「人种」，以为用牙齿、头盖骨结构的相似性就可以寻找到最初的人类，但是从这些东西真的能够看出对「永恒的渴慕」吗？近代生物学大量套用林奈的名词，却违反了起初林奈对于人种的定义。
1760年以后，林奈的身体渐感不适，他逐渐退出生物学研究，转而个别指导学生。每年暑假他持续邀请学生，前往他在哈马比(Hammarby)的乡间小屋，能与林奈同住，一起讨论，是学生最珍惜的机会。林奈在1774年生病，逝于1778年，他在晚年时写道：「在人生的末了，上帝带我来此。我站在小山上，静静凝视着远处潮浪，倾听着浪花低诉，此外一片平静。」