Classificação por "caracteres naturais"
Linnaeus não considerou o sistema sexual a sua principal contribuição para a "reforma da botânica" a que ele aspirava. Sua principal contribuição veio na forma de um livreto, Fundamenta Botanica (1736; “Os Fundamentos da Botânica”), que enquadrava os princípios e regras a serem seguidos na classificação e nomeação de plantas.
Em 1735, Linnaeus conheceu Boerhaave, que apresentou Linnaeus a George Clifford, um comerciante e banqueiro inglês local que tinha conexões estreitas com a Companhia Holandesa das Índias Orientais. Impressionado com o conhecimento de Linnaeus, Clifford ofereceu a Linnaeus uma posição como curador de seu jardim botânico. Linnaeus aceitou a posição e aproveitou esta oportunidade para expandir certos capítulos da Fundamenta Botanica em publicações separadas: Bibliotheca Botanica (1736; "The Library of Botany"); Critica Botanica (1737; “Uma Crítica da Botânica”), sobre nomenclatura botânica; e Classes Plantarum (1738; "Classes de Plantas"). Ele aplicou o arcabouço teórico estabelecido nesses livros em duas publicações adicionais: Hortus Cliffortianus (1737), um catálogo das espécies contidas na coleção de Clifford; e Genera Plantarum (1737; “Genera of Plants”), que modificou e atualizou as definições de gêneros vegetais oferecidos pela primeira vez por Tournefort.
O gênero Plantarum foi considerado por Linnaeus como sua principal conquista taxonômica. Em contraste com as tentativas anteriores de outros botânicos de definição genérica, que prosseguiram por um conjunto de divisões arbitrárias, o Genera Plantarum apresentou um sistema baseado no que Linnaeus chamou de "caracteres naturais" dos gêneros - descrições morfológicas de todas as partes de flores e frutos. Em contraste com os sistemas baseados em divisões arbitrárias (incluindo seu próprio sistema sexual), um sistema baseado em caracteres naturais poderia acomodar o crescente número de novas espécies - muitas vezes possuindo características morfológicas diferentes - despejando na Europa seus postos de comércio e colônias no exterior.
A distinção de Linnaeus entre classificações artificiais e naturais de organismos, no entanto, levantou a questão do mecanismo que permitia que os organismos caíssem em hierarquias naturais. Ele só pôde responder a essa pergunta em relação às espécies: as espécies, de acordo com Linnaeus, eram de forma semelhante porque derivavam do mesmo par parental criado por Deus no começo do mundo. Muitos de seus contemporâneos compartilhavam um conceito de espécie semelhante. Uma dessas personalidades notáveis foi o naturalista francês Georges-Louis Leclerc de Buffon, que estava envolvido em um projeto de história natural abrangente na época - embora Buffon duvidasse da existência de gêneros, ordens ou classes naturais. Linnaeus tentou explicar a existência dessas divisões no contexto da hibridação; no entanto, a questão das hierarquias naturais não receberia uma resposta satisfatória até o naturalista inglês Charles Darwin explicar a semelhança por descendência comum em sua Origem das espécies (1859).
