Qu’est-ce que l’eau ? L’eau est, parmi les quatre éléments, le second par la pesanteur et par l’agitation. Comme le disait Léonard de Vinci, l’eau n’a jamais de repos jusqu’à ce qu’elle s’unisse à son élément maritime. Ou bien, quand elle n’est pas tourmentée par les vents, elle se fixe et se repose avec sa superficie équidistante par rapport au centre de la terre. Dans la vision du monde qu'avait Léonard, l'eau jouait pour la terre le même rôle que le sang dans le corps humain : elle coule en cycle ininterrompu sur et sous la terre. Des artères souterraines, elle jaillit des sources et remplit les cours des rivières et des fleuves, s'accumule dans les lacs et se jette dans la mer. Les cours d’eau sont comparés aux veines du corps et leurs bouillonnements aux mouvements du sang. L'idée de Léonard de contrôler l'eau et de la rendre utile s'exprime dans nombre de ses projets (construction de canaux et assèchement de marais) qui l'ont occupé durant ses dernières années. Un autre intérêt de Léonard de Vinci était de tenir les eaux propres dans les rivières. Il voulait trouver des techniques pour que les courants d’eau viennent au milieu des rivières en se croisant et se tressant. Il a tenté de restituer graphiquement les forces invisibles qui gouverne les éléments, l'orientation des courants et leurs modifications en les comparant à des boucles de cheveux emmêlés. La puissance dévastatrice de l'eau le fascinait. Il a assisté plusieurs fois aux crues dévastatrices de l'Arno. Lors de son séjour romain, il a travaillé à des plans pour assécher les marais pontins et, en France, il avait prévu un réseau de canalisations pour assécher la région marécageuse autour du Romorantin.

La « vis aérienne » peut être considérée comme l’ancêtre de l’hélicoptère moderne. Le projet longuement poursuivi de machine volante exploitant uniquement l’énergie musculaire de l’homme échoua car Vinci, à côté de la force procurée par un système de ressorts élastiques, ne réussit pas à faire correspondre un système adéquat de propulsion. La réalisation de ce projet à grande échelle posa des problèmes insurmontables. Pour pouvoir maintenir en suspension à la fois le poids du pilote et celui de la machine, il eut fallu développer une énergie collossale.