En formation en 1895, cette société propose à la Société grayloise d'histoire naturelle et d'archéologie, qui était en train de s'organiser à Gray depuis 1893 de fusionner : ainsi se crée la Société d'étude des sciences naturelles de la Haute-Saône. Mais dès 1897, les Graylois dénoncent les conditions qui leur sont faites et créent la Société grayloise d'émulation. La Société d'étude des sciences naturelles de la Haute-Saône publie un bulletin mais semble rapidement disparaître