Il prend des notes et récolte des échantillons qu’il réintroduit dans son jardin pour mieux les observer. Il ne se contente donc plus de recopier Pline ou Dioscoride mais s’essaye à une première classification en plusieurs groupes des 8000 plantes qu’il a décrites. En 1601, Clusius compile toutes ses observations botaniques dans son Rariorum plantarum historia, avec 1135 figures et un classement en arbres, arbustes, bulbeuses, selon les odeurs, activités narcotiques ou venimeuses, fougères, graminées, légumineuses, champignons… Lobelius ébauche une classification des 1450 plantes illustrées dans son Plantarum seu stirpium, véritable flore des Cévennes et environs de Montpellier. Enfin, Dodoens en 1583, dans son Stirpium Historias, tente de présenter les plantes non pas selon un ordre alphabétique mais en partant des herbes et en terminant par les arbres. Il est ainsi considéré comme un des pionniers de la classification systématique.
Ainsi, à la fin du XVIème siècle, la nécessité d’établir des synonymies s’impose. Car cette compilation n’apporte pas grand-chose à la botanique théorique, c’est-à-dire à la connaissance des plantes pour elles-mêmes, s’affranchissant de leurs utilités médicinales. Et la botanique va réellement prendre un tournant scientifique grâce à l’art de décrire et nommer les plantes et aux nouvelles techniques d’observations, de plus en plus fines.
En 1601, Clusius compile toutes ses observations botaniques dans son Rariorum plantarum historia..