দালির বিজ্ঞানপ্রেম শুরু হয় শৈশবেই। তরুণ বয়স থেকেই তিনি বৈজ্ঞানিক জার্নাল ও বই পড়তে শুরু করেন। পরবর্তীতে তাঁর ব্যক্তিগত গ্রন্থাগারে ১০০-এর বেশি বই ছিল, যার মধ্যে কোয়ান্টাম মেকানিক্স, পদার্থবিজ্ঞান, গণিত, বিবর্তনবাদ ও আলোকবিজ্ঞানের ওপর লেখা বই অন্তর্ভুক্ত ছিল।
১৯২০-এর দশকে, মাদ্রিদের রেসিডেনসিয়া ডে এস্টুডিয়ান্তেস-এ থাকাকালীন, দালি এক এমন পরিবেশে ছিলেন যেখানে বিজ্ঞান ও শিল্পের সংলাপ চলত। এই কেন্দ্রেই আইনস্টাইন, মেরি কুরি, ইগর স্ট্রাভিনস্কি, জন কেইনস, ওয়াল্টার গ্রোপিয়াসসহ অনেক প্রভাবশালী ব্যক্তিত্ব আলোচনা করেছেন। যদিও নিশ্চিতভাবে বলা যায় না যে দালি সরাসরি তাঁদের আলোচনায় অংশ নিয়েছিলেন, তবে তাঁর আগ্রহ ছিল নিশ্চিত।
দালির পরাবাস্তবধর্মী চিত্রকলা ফ্রয়েডের মনোবিশ্লেষণের তত্ত্ব দ্বারা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয়েছিল। বিশেষ করে, স্বপ্ন, অবচেতন মনের প্রতিচ্ছবি এবং মানসিক দ্বন্দ্ব তাঁর চিত্রশিল্পের মূল বিষয় হয়ে ওঠে। ১৯৩৮ সালে তিনি লন্ডনে সিগমন্ড ফ্রয়েডের সঙ্গে দেখা করেন এবং তাঁকে তাঁর আঁকা "মেটামরফোসিস অফ নার্সিসাস" উপহার দেন।
দালির অন্যতম অনন্য বৈশিষ্ট্য ছিল দ্বৈত চিত্র বা "ডাবল ইমেজ", যেখানে একটি ছবির ভেতরে একাধিক প্রতিচ্ছবি লুকিয়ে থাকত। তিনি একে "প্যারানোইয়াক-ক্রিটিকাল পদ্ধতি" নামে অভিহিত করেন, যা বাস্তবতার বিকৃতি ও একাধিক ব্যাখ্যার সম্ভাবনাকে তুলে ধরে। এটি মূলত ফ্রয়েডীয় মনোবিশ্লেষণের উপর ভিত্তি করে তৈরি।
দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের পর, বিশেষত ১৯৪৫ সালে পারমাণবিক বিস্ফোরণ দেখার পর, দালি তাঁর চিত্রকলায় কোয়ান্টাম মেকানিক্স ও আপেক্ষিকতা তত্ত্বের উপাদান যুক্ত করেন। তিনি নিজেকে "পারমাণবিক ও রহস্যময় শিল্পী" বলে অভিহিত করেন।
তাঁর বিখ্যাত চিত্র "দ্য পারসিস্টেন্স অফ মেমোরি" (১৯৩১), যেখানে গলিত ঘড়িগুলো সময়ের আপেক্ষিকতা প্রতিফলিত করে, আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতা তত্ত্ব দ্বারা অনুপ্রাণিত ছিল বলে মনে করা হয়। পরবর্তী সময়ে, পদার্থবিদ স্টিফেন হকিং ও গণিতবিদ রেনে থমের তত্ত্বও তাঁকে প্রভাবিত করে।
দালির কাজ কেবল শিল্পের মধ্যেই সীমাবদ্ধ ছিল না, বরং বিজ্ঞান, গণিত, মনোবিজ্ঞান ও দর্শনের সঙ্গে ওতপ্রোতভাবে জড়িত ছিল। তাঁর চিত্রকলা বিজ্ঞানের অগ্রগতিকে একটি সৃজনশীল ভাষায় উপস্থাপন করেছে, যা আজও গবেষকদের আকৃষ্ট করে। তিনি ছিলেন এমন এক শিল্পী, যিনি বাস্তবতা ও কল্পনার সীমানাকে প্রতিনিয়ত অতিক্রম করেছেন।