9岁时，马赫被送到僧侣主办的文科中学读书，接受古典的人文教育。但马赫对“敬畏上帝乃是智慧之端”之类的格言毫无兴趣，学习希腊文和拉丁文也有困难，只好在教会学校“没有天赋”的评语下回了家。父亲下决心把儿子培养成人，亲自给他上希腊文、拉丁文、现代语言、历史、几何和其他课程。马赫请父亲允许他去学木匠这门手艺。得到应允后，他便在邻近的一位熟练的木工师傅那里学做细木活达两年多的时间。他充分享受着双手劳动的愉悦，对这段时光留下了美好的回忆。晚上疲倦时，他坐在散发着香味的木堆上，设想未来的机器，如飞机之类的东西，真是心旷神怡。
1853年，15岁的马赫通过入学考试，进入克雷姆锡尔高级文科中学学习。他对宗教祈祷训练反感，而对数学和科学颇感兴趣，对博物学老师尤其称道，对拉马克的进化论和康德·拉普拉斯的宇宙形成学说很有兴趣。
1855年，马赫进入维也纳大学，专修他所喜爱的数学和物理学，聘请家庭教师学习微积分。1860年，马赫参加了“按照中世纪方式”举行的考试并获得博士学位。在大学教学中，马赫把物理学应用于生理学和心理学研究，为后来提出的哲学观点打下坚实的基础。马赫之所以把这三门学科统一起来，有三方面原因：第一，马赫对费希纳定律的数学形式，即感觉的大小与对它的刺激的对数成正比提出疑问。通过研究，马赫证实：“物理的”刺激和“心理的”反应之间的关系并不是对数的，而只是正比关系，并且它并不服从严格的数学测量。第二，著名物理学家亥姆霍兹和博伊斯·雷蒙在生理学和心理学方面做了许多工作，给马赫的科学研究提供了有利条件。第三，杰出的脑生理学家布吕克的讲演有很大的吸引力和感召力。马赫把他们的精华进一步加以提炼，形成自己的观点，在1862—1864年间做了一系列讲演，其中有的在一些杂志上发表，有的通过专著出版。
1864年，马赫被任命为数学教授。1864—1867年间他讲授数学、物理学、生理学和心理学，并在这些学科的交叉领域获得了一些重要研究成果。例如，他曾发现后来被称为马赫带的生理现象，即人的眼睛有一种倾向，一个带有不规则的锥形黑色缺口的白色圆盘，在其旋转时，形成亮带和暗带，而不是想象的那样亮度连续变化。马赫还写了5篇文章，认为这种奇怪的带反映了神经抑制，它不是完全“主观”的印象。
1865年，马赫在费希纳的杂志上撰文证明，经验的整体不只是知觉部分之和。在近、现代心理学的著作中，把马赫列为格式塔心理学或称完形心理学的先驱者之一。
1867年，马赫任布拉格大学物理教授，此后分别担任布拉格大学和德语大学校长。除了行政职务，他还在力学、声学、光学、热学、流动力学及电学等许多方面有重要建树。他提出了超声学原理和后来以他的名字命名的马赫数。马赫数成为流体力学中的一个常用概念，即物体（如飞机）在流体中的运动速度与声音在流体中的速度之比。以M表示，M＝1时形成冲击波，M＞1时是超音速运动，M＜1时是亚音速运动。
名著导读
提起恩斯特·马赫的名字，不论学科学的还是学哲学的，对这位奥地利的智者恐怕都不会感到陌生。作为物理学家，他关于冲击波的实验研究使他闻名于世，“马赫数”等术语就是以他的名字命名的；尤其是，他对经典力学的敏锐洞察和中肯批判，是物理学革命行将到来的先声，也使他成为相对论的先驱。在生理学和心理学领域，他的研究是围绕感觉的分析进行的。其具体贡献有：关于运动引起的音调和颜色的变化，即多普勒效应；肉耳迷路的功能和运动感觉；视网膜各点的相互依赖及其对亮度知觉的影响；关于空间和时间的心理学研究；探究心理学分析；格式塔心理学、精神分析和发生认识论的先见之明。
该书是现代最重要的哲学家恩斯特·马赫最具代表性也是最具思想价值的思想专著，是马赫的科学认识论和方法论的最清楚、最集中、最综合、最成熟的阐述，是马赫科学哲学的创新卷。作者在该书中突出强调了科学精神的核心要义，即科学对自身论题及结论的不断质疑。作者认为，科学的（真实的）认识正是在对悖谬的不断排解和超越中得到发展的。该书对当代知识分子均具有相当深刻的影响力。
理论精读
科学思维以两种表面上不同的形式呈现出来：作为哲学和作为专家研究。哲学家力图尽可能完备、尽可能综合地使自己定位于与事实总和的关系，这必然使他卷入在从特殊的科学借用的材料上建筑。专门科学家起初只关心就事实的较小领域发现他的道路。然而，由于事实在某种程度上是针对暂时的理智目的任意地和强有力地定义的，这些边界线随科学思想的进展而不断地漂移：科学家最后也终于看到，为了他自己的领域定向的缘故，必须考虑所有其他专门探究的结果。很明显，专门探究者以这种方式通过所有专门领域的混合也集体对准总的图像。由于这至多可以不完美地达到，这种努力或多或少导致从哲学思维那里借用的掩蔽物。于是，所有研究的终极目的是相同的。这本身也在下述事实中显示出来：像柏拉图（Plato）、亚里士多德（Aristotle）、笛卡儿（Descartes）、莱布尼兹（Leibniz）等最伟大的哲学家也开辟了专家探究的新道路，而像伽利略、牛顿（Newton）、达尔文（Darwin）等之类的科学家也大量地提出了哲学思想，尽管他们未被称为哲学家。
趣味扩展
马赫还在世时，他的观点就被人指责为唯心论或唯我论。早年对马赫思想十分推崇的爱因斯坦，在1917年春致贝索的信中对马赫哲学表示不满，并在1922年4月访问法国时对马赫哲学进行了公开批判。爱因斯坦的批评主要是：①马赫或多或少地相信科学仅仅是对经验材料的整理，他没有辨认出在概念形成中自由构造的元素。②马赫哲学不可能产生出任何有生命的东西，而只能扑灭有害的虫豸。③马赫的思维有点太浅薄、太主观。④马赫不仅把感觉作为必须加以研究的唯一材料，而且把感觉本身当做建造实在世界的砖块，从而否定了物理实在这个概念。⑤马赫是一位高明的力学家，拙劣的哲学家。
对此，马赫本人的态度是鲜明的：“造成这种误解的部分原因，无疑在于我的观点过去是从一个唯心主义阶段发展出来的，这个阶段现在还在我的表达方式方面有痕迹，这些痕迹甚至在将来也不会完全磨灭。因为在我看来，由唯心主义到达我的观点的途径是最短的和最自然的。”尽管如此，他还是对这种误解“再三抗议”，反对把他的观点和贝克莱的观点“等同起来”。他对“唯我论是唯一的彻底的观点”这种说法感到“惊奇”，认为唯我论只适于“沉思默想、梦中度日的行乞僧”，而不适于“严肃思维、积极活动的人”。马赫的态度获得了一些科学家的理解。奥斯特瓦尔德写道：“像恩斯特·马赫这样一位明晰的、深谋远虑的思想家，竟被看做是空想家，这无法使人信服，一个了解如何作出如此完善的实验工作的人怎么会在哲学上讲一些令人生疑的昏话呢。”
无论从哪方面讲，恩斯特·马赫都是一位众所周知的、注定不会被历史遗忘的人物。作为科学家，他在物理学、生理学和心理学诸领域都进行了精湛的研究，并取得了丰硕的成果。作为科学史家和科学哲学家，他发表了一系列影响深远的论著，提出了许多独到的见解。尽管马赫哲学有缺点、有矛盾、有站不住脚的地方，人们完全可以对马赫思想的长短优劣作出各种评价，但是不可否认的是，马赫毕竟是一位冲破教条主义统治的启蒙哲学家和富有人文主义精神的自由思想家。正如石里克所说：“没有任何批评会有损于马赫作为伟大思想家的声誉：心平气和的公正态度、没有偏见和独立自主，他就以这些原则作为出发点来研究他的问题，他不可动摇地热爱真理和明晰性，这些品德在任何时候都能使哲学家作出解放人类思想的事业。”