李約瑟在天文學中分為十一節。一、引言；二、名詞術語的解釋；三、文獻概述；四、古代和中古代的宇宙概念；五、中國天文學的天極和赤道特征；六、恒星的命名、編表和製圖；七、天文儀器的發展；八、曆法天文和行星天文學；九、天象記錄；十、耶穌會傳教士入華時期；十一、結語。
在結語中，李約瑟總結了中國天文學的貢獻，主要為以下幾點：
1、中國人完成了一種有天極的赤道坐標係，它雖然和希臘的一樣合乎邏輯，但卻顯然有所不同。
2、中國人提出了一種早期的無限宇宙概念，認為恒星是浮在空虛無物的空間中的實體。
3、中國人發展了數值計天文學和星表，比其他任何具有可與媲美的著作的古代文明早兩個世紀。
4、中國人把赤道坐標（本質上即近代赤道坐標）用於星表，並堅持使用2000年之久。
5、中國人製成的天文儀器一件比一件複雜，以13世紀發明的一種赤道裝置（類似“改造的”黃赤道轉換儀或“拆開的”渾儀）為最高峰。
6、中國人發明了望遠鏡的前身——帶窺管的轉儀鍾，和一係列巧妙的天文儀器輔助機件。
7、中國人連續正確地記錄交食、新星、慧星、太陽黑子等天文現象，持續時間較任何其他文明古國都來得長。
之後，李約瑟又批評了一種錯誤觀點，“希臘人天性長於探索——不僅想知其然，而且想知其所以然”。而中國人恰恰相反。李約瑟指出，中國天文學是缺少希臘人的天體運動幾何表示法、阿伯人用在體視投影上的幾何學、以及文藝複興時期的物理天文學。但探索事實的原因，並不一定非幾何或力學概念不可。中國人對於這種解釋不曾感到需要；他們認為在整個宇宙有機體中，作為組成部分的有機體各按其性質循著自己的“道”去運動，而這種運動可作本質上“非表現性”的代數學方式去解說……如果說中國的天文學同中國所有科學一樣基本上是屬於經驗性和觀測性的，那末，他們雖然在理論上沒有取得西方那樣的成功，可是也沒有像西方那樣造成理論上的極端化和混亂。顯然，中國天文學在整個科學史上所占位置，應該比科學史家通常所給與它的重要得多。
在氣象學部分，李約瑟首先指出氣象學含義的曆史變化。指出近代的含義，氣象學所研究的主要是氣候、天氣以及地球大氣層中出現的一切現象，包括潮汐現象在內。中國文獻中雖然沒有與亞裏土多德《氣象學》在研究範圍上相比擬的典籍，但中國人在氣象學的某些計量方麵長期以來走在西方的前麵，保持較完整的記錄，其時間也長得多。至於對潮汐的了解，他們有時也大大勝過歐洲人。這章中，他簡單地敘述了中國人在溫度、降水、虹、幻日和光學奇象，風和大氣、雷電、北極光、潮汐等方麵的貢獻。但由於這章寫作年代早，中國氣象學方麵研究又不夠深入，所以這章在內容和詳略方麵都有欠缺。一些大陸和台灣的學者對此都提出了商榷。
SCC第3卷的地學部分共有四章。一、地理學和製圖學；二、地質學，三、地震學；四、礦物學。李約瑟對中國古代主要地學成就作了一個總結。這卷具有資料豐富、實事求是、中西對比研究、以古論今的特點，為古今學者所稱道。