農學我國是世界上最大的農作物起源中心，據遠古文化遺址實物出土證明，江南栽種水稻有七千年以上曆史。五千年前，黃河與長江流域廣大地區，已普遍種植粟、麥、稻、蔬菜，並飼養豬、牛、羊、雞、犬等家畜。商代，種植黍、稷、菽、稻、麥等，用大量糧食釀酒。西周時，創造輪流休耕的“三圃製”。春秋時，盛行牛耕，廣泛用銅犁。戰國中期采用鐵製農具。《荀子》、《韓非子》最早提出精耕細作、積極施肥的主張，《呂氏春秋》中保存的《上農》、《任地》、《辯土》、《審時》四篇，為中國現存最早農書。漢武帝時，趙過在全國推廣牛耕及“代田法”，使作物產量大為提高。西漢後期，《氾勝之書》記述耕作原則和作物栽培技術，包括區田法、溲種法，穗選法、嫁接法與複種、間作、混作等。在此前後，已有溫室栽培技術，培育蔬菜。東漢時，杜詩創製水排，民間出現風車與農骨水車，利用風力或人力灌溉或排水。三世紀時，運用凸輪傳動原理，造出具有水輪的以水為動力的“連碓”和一頭牛同時帶動八個磨的“連轉磨”，以舂米和磨麵。北魏賈思勰寫成農學名著《齊民要術》，係統總結農業生產經驗，論述各種農作物的栽培、育種、家畜飼養、農產品加工等。唐代末，陸龜蒙著《耒耜經》，記載當時由十一個部件構成的耕犁。南宋陳旉著《農書》，總結南方水稻栽培技術，提出合理施肥與改良土壤可經常保持地力。元代，王禎著《農書》，記載農業耕作技術、作物栽培、家畜飼養以及栽桑養蠶等經驗，全書繪農具、工具圖像三百餘輻。1314年，維吾爾族人魯明善著《農桑衣食撮要》，刻印成書，為元代重要農書。明耿蔭樓《國脈民天》一書中記有用人工選擇培育良種的經驗，具有很高水平。1639年，明代徐光啟《農政全書》刻成，全麵總結古代農業生產技術，是內容豐富的農業科學巨著。其中所載《除蝗疏》，為我國最早治蝗專著。明末漣川沈氏《沈氏農書》及清初張履祥《補農書》，總結了我國南方農民種植水稻經驗，並有小麥移栽的記載，在農業生產上具有重要參考價值。1776年，清代楊燦在《修齊直指》中記載陝西農民利用穀物、蔬菜等套種以獲得一年三收的經驗。1760年，清代四川張宗法著成《三農紀》一書，體現作者綜合大田耕作生產、園林苗圃生產、畜養生產三者的大農業思想，在論述總結植樹造林及藥用植物栽培方麵具有獨到經驗。中國傳統農學內容十分豐富，是我國古代科學遺產的重要組成部分，對於發展現代化農業具有很高價值，農學史家王毓瑚撰《中國農學書錄》一書，著錄農書五百餘種，包括農業通論、農業氣象占侯、耕作農田水利、農具、大田作物、竹木茶、蟲害防治、園藝通論、蔬菜野菜、果樹、花卉、蠶桑、畜牧獸醫、水產，共十四類。科技史家胡道靜於20世紀60年代曾輯錄《中國古農書總錄》百餘萬字，接近完稿，惜全毀於“十年動亂”中。
生物學我國五六千年前已有原始畜牧業，飼養家畜、家禽。於四千多年前開始養蠶，用於繅絲。蠶種及養蠶技術於2世紀傳至日本，6世紀傳至歐洲。商代畜牧業發達，發明馬的去勢（閹割）技術，為世界上最早發明去勢技術的國家。周代，已掌握用微生物和酶加工食品，製飴糖，製曲釀酒，製醬。周代，《詩經》中載有動植物名稱二百多種，並有動植物形態、習性及栽培和飼養的記述。先秦談時令節氣諸書，如《夏小正》、《周書·時訓》、《呂氏春秋》“十二紀”、《禮記·月令》等，記載鳥獸蟲魚草木瓜果的生長、習性，判定四時，並運用於實際生活。周代，養馬業發達，有完善的畜牧行政機構，設有獸醫，治療牲畜疾疫。長沙馬王堆出土公元前163年以前的帛書《相馬經》，表明當時家畜外形學已形成較係統理論。《漢書·藝文誌》著錄《相六畜》三十八卷，記述與總結了漢以前對六畜骨相、外形的係統經驗，早於歐洲18世紀出現的同類著作約一千七百年以上。西漢以前，已掌握淡水養魚技術，西漢時出現養魚專著《陶朱公養魚經》。果樹嫁接技術至遲在戰國後期已出現。秦代以前，已發現植物有雌雄，公元166年，東漢崔寔《四民月令》首次記載植物性別與繁育的關係，早於歐洲一千五百年。漢初學者編纂成《爾雅》一書，載動植物名稱一千多種及六百種動植物的性狀。東漢文字學家許慎著《說文解字》，廣泛收錄動植物方麵的文字，解釋形狀、性能，是古代生物學知識的寶庫。西晉嵇含著《南方草木狀》，記載華南八十種植物，為我國最早地方植物誌，其中記載利用一種螞蟻消滅柑橘害蟲的生物防治，西方至19世紀才有類似記錄。晉代戴凱之《竹譜》，記竹的品種70餘，是世界上最早的植物專譜。北魏賈思勰著《齊民要術》，記錄了漢武帝通西域以來，由域外或少數民族地區引進的名果及植物，又記錄了古代勞動人民利用微生物製醬、釀酒的技術與經驗。唐代陸羽撰著世界上第一部關於茶的專書《茶經》。我國的茶樹和種茶、製茶技術，九世紀初傳入日本，19世紀傳入歐洲。宋代，著有大量生物專譜，如《荔枝譜》、《橘錄》、《菊譜》、《蘭譜》、《牡丹記》、《芍藥譜》、《海棠譜》、《蠶書》、《蟹譜》、《促織經》等，豐富多彩；南宋鄭樵修《通誌》，其中有《昆蟲草木略》，表現了對生物學知識的重視。1376年，明代俞宗本托名郭橐駝著《種樹書》，總結果木栽培經驗，記載桃、李、杏的近緣嫁接和桑、梨的遠緣嫁接等，具有很高水平。1406年，明代朱著《救荒本草》，著錄可食用野生植物四百十四種，並繪有精細圖譜。16世紀末，醫學家和藥物學家李時珍著《本草綱目》刻成，其植物分類方法，與現代植物學分類法基本相同，早於西方植物分類學創始人林耐的分類約130年，其分類由簡單到複雜，由低等到高等，包含有進化論思想萌芽。同時，屠本畯《閩中海譜疏》為現存最早海洋生物專著，記錄水族生物200餘種的形態及生活習性等。稍後，王象晉撰《群芳譜》三十卷；1688年，清代陳淏子著《花鏡》，皆專記花木，果樹的品種、形態及栽種法。19世紀中葉，吳其濬著《植物名實圖考》，收載植物一千七百餘種，考訂異同，精密詳博，為我國古代具有相當科學水平的集大成的植物學專著。我國古代在動植物分類、遺傳育種研究、認識和利用微生物這三方麵的生物學遺產，至今仍具有重要的理論價值與資料價值，有益於對祖國生物資源的開發與利用。
天文學我國天文學起源於商代以前。《今本竹書紀年》中有夏桀十年（約前1580）“夜中星隕如雨”的記錄，這是世界上對流星雨最早的記載。商代甲骨文中有世界上最早關於日食、月食和新星的記載，並開始采用幹支紀日法，其時已有閏月。周代開始用圭表觀測日影，確定季節，用刻漏儀器計時，後為曆代所沿用。西周時已用二十八宿來劃分周天。自公元前722年（魯隱公元年）至公元1910年，我國的幹支記日從未間斷，是世界上迄今最長久最為完整的記日。史書《春秋》中有世界上最早的關於隕石和哈雷彗星的記載。公元前6世紀，我國已采用十九年七閏月的置閏方法製定曆法。戰國時，楚國大詩人屈原在《天問》中就宇宙形成和構造提出了一係列問題。戰國時，屍佼提出樸素的地動思想，名家惠施提出樸素的地圓思想。約在公元前360至前350年間，戰國時楚國人甘德的《天文星占》和魏國人石申的《星占》各記載數百顆恒星的方位，為世界上最早的星表，比歐洲第一個星表古希臘伊巴穀所作星表約早200年。戰國時我國已采用一回歸年為365．25日的《四分曆》，比羅馬人同樣數據的《儒略曆》早300年以上。戰國時已發現木星（即歲星）十二年運行一周，並根據木星在天空的位置來紀年，即星歲紀年法。西漢初對行星運動的觀測已有相當高水平。公元前104年，司馬遷、落下閎等人製定《太初曆》為我國曆史上第一部統一的較完整的曆法。《史記·天官書》記錄恒星的位置、顏色等，有五百餘顆。公元前一世紀時，《周髀算經》的記載表明已認識月光是日光的反射。東漢班固《漢書·天文誌》詳細記錄對一次極光的觀測，為世界上較早的精確的極光記錄。《漢書·五行誌》對太陽中“黑氣”的記載，是世界上對太陽黑子最早的記錄。西漢末，我國已有樸素的關於地球公轉的思想。東漢賈逵明確提出黃道與赤道有一交角，首先利用黃道坐標係測定天體位置。東漢張衡測定黃道與赤道交角為二十四度，他在《靈憲》中正確地解釋了月食，提出宇宙無限的思想。公元117年，張衡主持製成“水運渾天儀”，以水作動力，由複雜的齒輪係傳動，能準確演示天體的運行，它不僅是現代天象儀的前身，而且是世界上最早的機械計時器，早於歐洲一千年。漢代，關於宇宙的構成，有“蓋天說”、“渾天說”及“宣夜說”等學派，張衡等持較先進的“渾天說”。公元412年，北涼天文學家趙製訂《元始曆》，創立六百年二百二十一閏月的置閏方法，對後代影響很大。北魏時所繪星象圖，上有銀河及三百餘顆星，安放於今河南孟津縣北魏墓墓頂，為世界上現存最早星圖之一。公元462年，南朝科學家祖衝之編製《大明曆》，對曆法作出創造性貢獻，《大明曆》為當時最好的曆法。公元600年，隋代劉焯製訂《皇極曆》，定歲差為75年差1度，接近準確值76．1年差一度。隋代丹元子作《步天歌》，對普及天文知識起有很大作用。公元724年，唐代張遂（一行）、梁令瓚主持製造黃道遊儀，重新測定恒星位置，較正確地掌握了太陽運行的規律。次年，製成水力渾天銅儀，能自動報時。公元940年左右繪製於敦煌石窟的星圖，上有星一千三百五十多顆，星的數量超過西方1608年所繪星圖。宋代，有1054年超新星爆發的記錄。1088—1095年間，北宋沈括提出將二十四節氣與十二個月完全統一起來的改革曆法的主張，以適應農業生產的需要，並著《渾天議》、《浮漏議》、《景表議》等重要天文學著作。1090年左右，宋代蘇頌設計建成《水運儀象台》，為世界上第一座運轉靈巧的天文台，也是最早的天文鍾之一。1199年，南宋楊忠輔製定《統天曆》，定一回歸年為365．2425日，與實際數據僅差26秒，與現行陽曆數據相同。1280年，元代郭守敬、王恂創製《授時曆》，施行三百六十四年，為我國古代最精確和使用最久的曆法。郭守敬又主持製造簡儀等十三種天文儀器。元代建立了當時世界上規模最宏偉、設備最完善的天文台，比丹麥天文學家第穀的同類儀器早三百多年。1405—1433年，明代鄭和七下西洋，繪製《過洋牽星圖》四幅，為古代航海天文學寶貴資料。1608年，明代邢雲路測得一回歸年的數值，已準確至十萬分之一日。1644年，清初頒行《時憲曆》，改平氣為定氣，一直施行至清末。清代平民天文學家王錫闡著《曉庵新法》等天文學著作十三種，富有創見，並同否定我國古代科學文化的傳教士的謬說進行了鬥爭。我國古代天文學在較長的曆史時間內，居於世界天文學的前列，有大量獨到的發現和建樹，有自己的理論體係，有世界上最豐富、最係統的天象觀測記錄，也有其自身的不足和局限，其優秀的遺產與成就有待於科學的總結與整理。
氣象學我國以農立國，氣象對農業有直接影響，故自古以來即重視對氣象的研究。商代，甲骨文中出現大量關於天氣現象的記載。西周初，《詩經·豳風·七月》記載了七個月中的自然現象和農事活動，是世界上現存最早的物候記錄。戰國以前成書的《夏小正》，是世界上最早的物候學專著，較西方早一千多年。戰國時期，我國已有二十四節氣的全部名稱，西漢初《淮南子》的記述更為完整，是我國人民在長期生產實踐中積累氣象知識的優秀成果。公元前2世紀，我國已有天平式濕度計的記載，早於歐洲一千六百多年。西漢時，首都長安的靈台（觀象台）上已設有候風儀“相風銅鳥”，為世界上最早的固定式候風儀之一。漢代，已建立地方向中央彙報雨量的製度。約公元82年，東漢王充對雷、雨等作出較科學的解釋，反對種種迷信謬說。533—544年，北魏賈思勰在《齊民要術》中記載許多農業氣象知識，如關於霜凍的預報和用煙熏法防止霜凍災害的方法等。1180—1181年，南宋呂祖謙《庚子一辛醜日記》記錄了浙江金華地區一年零七個月的物候，其中包括二十多種植物開花及春鶯初到、秋蟲初鳴等的時間，為現存世界上最早的實際觀測物候記錄。1247年，秦九韶《數書九章》中載有計算雨量器容積的題目，可證明我國是世界上最早使用雨量器的國家。早於西方人提出使用雨量器的想法四百多年。其書中並有測量降雪量的記載。1360年，元代婁元禮編成《田家五行》一書，記載古代勞動人民觀察氣象經驗五百多條，從不同方麵揭示天氣、天候變化的規律，包括短期和中、長期預報等。14世紀中葉，出現的《白猿獻三光圖》（作者不詳）一書，載雲圖一百三十二幅，聯係天氣變化加以解說，絕大部分與現代氣象學原理相一致。歐洲至1879年才出版僅有十六幅的雲圖。明代周履靖著《天文占驗》，是切近實用的天氣諺語書，張燮著《東西洋考》，有對海洋氣候的詳細的記載。清初劉獻廷《廣陽雜記》中載錄甘肅地區人民以火炮消除冰雹之法。清代，黃履莊發明“驗燥濕器”，為高靈敏度的濕度計，又曾製造“驗冷熱器”，（溫度計）。1716年清康熙帝曾命人在許多地方設點測風，為世界上最早的氣象觀測網，當時並發現鋒麵不連續現象。我國古代氣象學，一方麵附屬於天文學，一方麵與農事緊密結合，曆代典籍中留下了世界上最豐富的觀測記錄資料。
地學我國地學曆史悠久。《今本竹書紀年》載有夏代帝發七年（約前1590）的“泰山震”，是世界上最早的地震記錄。商周之際，我國人民已發現天然氣苗燃燒的現象。周初，為營建雒邑（今河南洛陽市），曾經繪製其地區的地圖。《詩經》中有公元前780年陝西一帶地震引起的山崩及地殼變動等現象。春秋戰國時成書的《山海經》，其中的《五藏山經》為我國最早的地質、地理著作，記載了我國各地的主要山脈、河流、礦產等。其中記述礦產七十多種，金屬礦物產地一百七十餘處。戰國時成書的《尚書·禹貢》為我國古代重要地理著作，記述了九州的各種土壤、礦產及動植物資源等。《管子》一書總結了我國古代地學上的許多重要成就。其中《地數》篇記載有樸素的礦床學知識，《度地》篇論述河流的侵蝕作用與河曲的形成過程，《地圖》篇論述了地圖在軍事上的用途，是先秦地圖學的重要文獻。晉人常璩所著《華陽國誌·蜀誌》載，約公元前250年，秦孝文王以李冰為蜀守，在今成都一帶開鹽井，為開鑿鹽井的最早記載。西漢末揚雄在《蜀都賦》中記載四川地區有“火井”，即天然氣井。東漢畫像磚上的煮鹽圖證明當時可能已利用天然氣煮鹽。我國是世界上最早開采利用自然氣的國家，早於英國人約一千三百年以上。西漢時成書的《爾雅》中有關地理諸篇，對地理與地質現象作了記載與分類。馬王堆西漢墓中出土的公元前168年左右的三幅地圖，為我國現存最古老的地圖，其中長沙諸侯國南境地形圖中的主要城市，河流、山脈等，與實際情況基本相符。公元前138年和公元前119年，西漢張騫兩次出使西域，開辟了“絲綢之路”。漢武帝時，我國與朝鮮，日本間的海上交通已很發達，海船向南遠航至東南亞各地，開辟了我國的海上運輸線，促進了人們對地理環境與自然界的認識。西漢時，我國人民航海至我國南海諸島一帶，在島上居住和勞動。《史記·貨殖列傳》是我國最早的經濟地理著作。東漢時，王充明確指出潮汐與月亮運行的關係。公元1世紀末寫成的《漢書·地理誌》是我國最早的沿革地理著作。公元132年，東漢科學家張衡主持創製“地動儀”，是世界上第一台靈敏度高、報震準確的地震儀器，早於歐洲一千七百年。公元230—242年，三國吳孫權派遣船隊自江浙一帶航行至台灣、遼東及海南島等地。西晉裴秀主持繪製全國地圖《方丈圖》並著《禹貢九州地域圖記》十八篇，他總結製圖經驗，提出繪製地圖的六個原則，對地圖學的發展作出重大貢獻。399—412年，東晉僧人法顯到達印度、斯裏蘭卡等國，返回後著成《佛國記》一書，為研究中亞和印度的古代地理的重要文獻。南朝宋時，謝莊曾製成木製的世界上最早的立體地圖。北魏酈道元著《水經注》，是記錄我國水道的綜合性地理巨著。627—645年，唐代高僧玄奘旅行中亞及印度等國，返國後著《大唐西域記》一書，是研究西域史地的重要文獻，在世界地理史上有重要地位。798年，唐代賈耽繪成全國地圖《九州圖》，於801年繪成《海內華夷圖》。813年，唐代李吉甫編成《元和郡縣誌》，詳載各州縣沿革、地形、戶口、貢賦等，對後代地方誌有很大影響。唐代時，海船已遠航至中東今伊拉克一帶，廣州、泉州、揚州成為重要出海港。公元10世紀末，北宋樂史編成《太平寰宇記》二百卷，為宋代重要地理著作。1077年左右，北宋沈括從太行山石壁層中螺蚌殼堆積，科學推斷當地為古代之海濱，比意大利的達·芬奇同類觀察早四百年，其《夢溪筆談》一書在地學上有許多傑出的貢獻。他還曾繪製《天下州縣圖》，為當時最好的全國地圖。1280年，元朝政府派都實等人勘探黃河源頭，對河源區作了詳細考察。1315年，潘昂霄據都實的調查寫成《河源誌》，明確指出河源在星宿海西南百餘裏處。我國在1303年以前已開始在陝北地區開鑿石油井，早於美國人鑿成第一口石油井（1859）五百五十年以上。1311—1320年，元代朱思本繪製成全國地圖《輿地圖》，1564年明代羅洪先予以增補，精度比前代大大提高。1405—1433年，明代鄭和率船隊七次下西洋，航行數萬裏，行經30餘國，開辟我國至東非航路，是當時世界上規模最大的遠洋航行，其主持繪製的《航海圖》為我國第一部海圖。1564年，明代沈著《吳江水利考》，對湖水侵蝕搬運作用作了詳細研究，並提出防止之法。明醫藥學家李時珍所著《本草綱目》中載岩、礦、化石一百六十多種，保存豐富的古代礦物知識。1607—1640年，明末旅行家徐宏祖（徐霞客）旅行國內許多地區，寫成《徐霞客遊記》，對石灰岩溶蝕地貌的詳細考察早於歐洲同類著作一百多年，是世界上最早描述石灰岩的著作，此外，他對火山爆發、噴泉、硫黃礦以及很多地區的地形、水文、氣候、植物也作了有價值的記述。明末清初，顧炎武著《肇域誌》、《天下郡國利病書》二巨著，為我國古代地理及經濟地理的重要著作。1708—1718年，清朝政府進行空前規模的全國大地測量，繪製成《皇輿全覽圖》，第一次證明地球為扁橢球形，第一次記載了世界最高峰珠穆朗瑪峰。清康熙至雍正時編成巨型百科全書《古今圖書集成》，其中《方輿彙編》為有關地學、地理學等的資料，《坤輿典》述地貌，《職方典》述行政區劃，《山川典》述山嶽河流，《邊裔典》述邊疆少數民族，四典篇幅巨大，材料豐富浩瀚，為前代地理學資料的寶庫。1686年—1842年間，清政府先後三次編輯而成的《大清一統誌》，吸取了曆代地理研究成果，全書五百六十卷，為內容豐富、考訂精詳的全國性地誌，是研究我國曆史地理的重要參考書，體現了清代曆史地理學較高的水準。我國傳統地學研究內容廣泛，資料極為豐富，曆代皆注重實地調查，許多地學學者毅力驚人，艱苦卓絕，勇於探索，很早就重視儀器的製作與運用，其豐富的遺產及優秀傳統，至今仍為極可寶貴的科學財富。
水利我國的水利工程起於上古時代人民維護自身安全和農業灌溉的需要。傳說公元前兩千多年以前，大禹曾領導人民進行治水，整理黃河河道，疏導洪水入海，其事雖帶神話傳說色彩，然足以表明我國原始公社時代，即已知道利用水利，並已有原始的灌溉技術，曾進行過治河工程。公元前四千多年前，中原地區人民已會鑿井取水，今河北邯鄲澗溝龍山文化遺址中發現有水井的遺跡。周代，有掌管水利工程之官匠人。四川都江堰
戰國時《管子·度地》是我國古代水利方麵重要文獻，它總結了前代古代勞動人民灌溉和堤防工程技術的經驗，提出了改造河川的理想，指出治國必先根除水患。公元前597年左右，春秋時楚國孫叔敖主持修建芍陂蓄水灌溉工程（即今安徽壽縣安豐塘），據載，芍陂直徑百裏，可灌田萬頃，為我國最早的大型水庫，公元前5世紀，春秋時吳國曾開鑿邗溝，南通長江，北通淮河。至公元前482年，又在淮河一個方向向北延伸通到沂水，西麵通到濟水，使淮河與黃河連接起來，成為世界上第一條人工開鑿的運河。春秋戰國時期，各地河流有的已築建堤閘，控製積水，疏通水道，防止水災，各國人民在築堤技術上取得豐富經驗。公元前424年，魏國西門豹為鄴（今河北臨漳縣西）令，懲治了借水患以魚肉百姓的宗教迷信勢力，主持修建了引漳灌鄴工程，開鑿渠道十二條。公元前360年開始，魏國人民開鑿鴻溝，溝通黃河、淮河、長江三大水係，以利通航灌溉。公元前256至前251年，戰國時秦國蜀郡太守李冰領導人民興建了水利工程都江堰，在灌縣附近修堤築堰，巧設“魚嘴”，將岷江水分成內江與外江，在內江上又設置石人為水尺測量水位，不僅解除水患，且能灌溉良田萬頃，使蜀地成為富饒的“天府之國”。此項工程在規劃、設計、施工上都具有很高的科學水平與創造性，是我國也是世界古代水利工程中的傑出成就。公元前246年以前，韓國人鄭國為秦國主持從陝西涇陽縣至涇水與焦獲澤，再從焦獲澤至渭水的渠道工程（即鄭國渠），全長300餘裏，竣工後，共可溉田280萬畝，於是關中成為沃野，秦國賴以富強，卒並諸侯。秦統一中國後，又在今廣西興安附近湘江上開南北兩渠，連接北流的湘江與南流的漓江，溝通長江與珠江兩大水係。其南渠即是靈渠。靈渠溝通南嶺南北水路交通，唐以後又在渠上設置船閘，工程更加完善，在曆代起著重要的作用。漢初，武帝在關中平原開鑿白渠，在今陝西大荔縣修龍首渠，開鑿隧道工程十餘裏於商顏山。又由水工徐伯主持勘測設計自長安通向黃河的漕渠，長300餘裏。公元70年左右，東漢王景率民工數十萬整治黃河，修築堤防千餘裏，采取多種積極的治河措施，收到良好效果。漢代治黃理論研究，有王莽時張戎所提出的黃河“一石水而六鬥泥”，因而主張利用水勢衝刷河床等建議。漢代，我國新疆地區人民已大規模開鑿“坎兒井”，以解決灌溉及用水問題。漢代時，我國沿海人民為同海潮作鬥爭，開始在浙江杭州附近修建海塘。其後，曆代在東海岸陸續修築了規模巨大的海塘工程。著名的錢塘江海塘長達200公裏。海塘是我國古代偉大的水利工程之一。公元3世紀初，漢末曹操先後派人開鑿多條渠道，溝通了海河、黃河、淮河和長江水係。至南朝梁時154—156年，在今安徽浮山附近的淮河上修築了世界上第一條攔河大壩。據載，大壩長9裏（4050米），下闊140丈（350米），上廣45丈（112．5米），高20丈（50米），深19丈5尺（48．75米）（即大壩自壩基至壩頂共98．75米）。建壩雖出於與北魏對抗的軍事目的，但規模驚人，解決了合龍、截流等一係列工程技術問題。605—610年，隋朝先後征集二三百萬民工，在古代邗溝、汴渠及南齊時的丹徒水道等的基礎上開鑿大運河。大運河以河南洛陽為中心，北至涿郡（今北京），南至杭州，全長2500多公裏，為世界上最長的運河，對促進我國南北政治、經濟、文化的交流起了重要作用。北宋初（978），喬維嶽在淮南地區主持建成世界上最早的便於通航的運河複閘，為運河史上的重要成就。早於歐洲在荷蘭建成的運河複閘近四百年。1048年，黃河在商胡（今河南濮陽東）決口，屢堵不成。1056年，河工高超創造“三埽合龍門法”巧合龍門，堵住決口，其堵口方法為後代所采用。1072年，北宋沈括負責對四百多公裏長的汴渠作水準高度測量。他采取分層築堰法得到了較精確的數據。1073年，北宋時發明“鐵龍爪揚泥車法”疏浚河道，為近代疏河機船疏浚河道方法的前身。元建都北京後，於1283—1292年間，先後開鑿濟州河、會通河等，與隋運河相接，成為現代大運河的前身。後陸續修建，至1411年明代時建成現代規模的大運河。大運河全長1794公裏，至今仍是世界最長的大運河。元代郭守敬曾以海平麵比較大都（今北京）至汴梁（今開封）地形的高下差異。他於1291—1292年主修北京附近的白浮堰工程，解決了大運河北段通惠河水源不足的困難。1321年，元代沙克什修訂編成《河防通議》，記載古代治河、防洪的豐富經驗，為世界上較早的水利工程技術專著之一。明代潘季馴四度負責治理黃河工程，前後達27年，反對前人迷信經義治河的陳腐觀點，實地考察，提出“以堤束水，以水攻沙”的治黃方針，著《河防一覽》，為治黃史上的代表作之一。1678—1688年，清康熙時，靳輔與陳潢受命治理黃河，靳輔在《河工守成疏》中總結經驗，提出“放淤固堤法”，具有創見，至今仍有實用價值。陳潢考察黃河上遊，提出從上遊根治黃河的正確主張，又發明測定河水流速的“測水法”我國古代勞動人民和科學家對利用水資源和防治水患積累有豐富的經驗，有許多傑出的創造與見解，至今仍具有不可忽視的價值與意義。
《本草綱目》插圖
醫藥學我國關於疾病的文字記載，始於商代甲骨文。周代，由國家設置醫師總管醫藥行政，《周禮》中已有食醫（營養衛生）、疾醫（內科）、瘍醫（外科）和獸醫之分，為我國醫學分科之始。源於原始社會的砭石療法，至春秋時成為針灸術，見於《左傳》中前581年的記載，《內經》刻本書影
其後於6世紀中傳至日本，17世紀傳至歐洲。戰國時，名醫扁鵲精內、兒、婦產、五官等科，總結出望、聞、問、切的診斷方法，運用針灸、按摩、湯藥治病，他並且堅持反對巫術迷信。成書於戰國的《山海經》，記載有能治五十多種病的一百餘種動、植、礦物。《內經》為我國現存最早的重要醫學典籍，亦成書於戰國時，它應用髒腑經絡學說闡述人體的生理與病理，奠定中醫的理論基礎，其中記載有人體解剖知識及血液循環的初步概念，並提出積極防治的主張。公元前2世紀，西漢名醫淳於意作“診籍”，為我國係統記述病曆的開始。漢代成書的《神農本草經》是我國現存最早的藥學專著，共載有藥物三百六十五種。在考古中，發現有些西漢初的屍體保存至今仍十分完好，表明當時已有先進的屍體防腐技術。在長沙馬王堆西漢初墓葬中出土的“導引圖”，為我國現存最早醫療體育圖解。從甘肅武威東漢墓出土的醫方簡牘中，記有膏、湯、丸、散、醴、滴、栓等藥物劑型，反映當時藥劑學的高水平。東漢初，班固所著《漢書·藝文誌》錄先秦至漢醫經七家二百十六卷，經方十一家二百七十四卷，房中八家一百八十六卷，神仙十家二百零五卷。其中“房中”與“神仙”是關於性交原理的論述及關於長生之術的撰著，雖不傳於世，但通過道教的研究傳播，對後世性科學和養生保健醫學影響深遠，受到世界醫學界的重視。公元2世紀，東漢末華佗運用全身麻醉藥物，作腹腔外科手術，其所創“五禽戲”，是古代的醫療體操。稍遲，張仲景著《傷寒雜病論》，是中醫重要典籍，其中有關於人工呼吸的記載。三世紀，魏晉間王叔和著《脈經》，歸納脈象有二十四種，對診斷學有重要貢獻；皇甫謐著《針灸甲乙經》，是現存最早的針灸學專著。四世紀，晉代葛洪著《肘後救卒方》，為急救醫學專書，其中最早記述了天花的症狀。5世紀，南朝宋雷斅編成《炮炙論》，記載製藥方法，為現存最早藥劑學專著。6世紀初，南朝梁陶弘景著《本草經集注》，載藥七百三十種。7世紀初，隋代巢元方等著《諸病源候論》記載一千七百二十種症候，詳論疾病分類與病因、病理，其中用腸吻合術治愈外傷斷腸，為外科手術史上重要成就。7世紀至9世紀，孫思邈著《千金要方》、《千金翼方》、保存大量民間醫藥經驗，載醫方五千三百多個；武則天時，修成《新修本草》，是世界上第一部由國家頒布的藥典；753年，藏醫藥學重要文獻《據悉》（即四部醫典）完成，有約一千張色彩鮮明、描繪細致的附圖。1026年，北宋王惟一主持鑄造針灸銅人兩具，並著《新鑄銅人腧穴針灸圖經》，統一針灸穴位，對針灸學作出重大貢獻。1088—1095年間，沈括所著《良方》收載民間驗方，其中所載“秋石陰煉法”，記載了從人尿中提取性激素製劑“秋石”的方法，和取得良好效果的醫療實踐。1082年，唐慎微著成《經史證類備急本草》，載藥物一千七百四十六種，附民間驗方三千餘種，經宋政府兩次修訂頒行全國。1098年楊子建的《十產論》，1237年南宋陳自明的《婦人大全良方》與1107年錢乙的《小兒藥症真訣》，是重要的婦產科與兒科著作。1247年，南宋宋慈著成《洗冤集錄》，係統論述檢驗屍體的各種方法，是世界上第一部係統的司法檢驗專著，被譯成多種文字，流傳歐亞各國。12至14世紀，我國一些具有革新思想的醫藥學家突破前人舊說，提出新的見解，如金代的劉完素、張元素、張從正、李杲，元代的朱震亨，諸家學說皆豐富了我國古代的醫學科學。1567—1572年間，明代已廣泛以接種人痘的方法預防天花，為人工免疫法的開端，17世紀時傳至國外。1596年，明代大醫藥家李時珍《本草綱目》刻成，載藥物一千八百九十二種，附圖一千一百二十六幅，收集曆代驗方萬餘，是我國醫藥學的經典著作，也是世界科技史上的重要典籍，對醫藥學和生物學作出偉大貢獻，有多種外文譯本。1617年，明代陳實功著《外科正宗》，創造性地進行了截趾、氣管縫合等外科手術，兼論腫瘤，對外科學作出貢獻。1642年，明末吳有性著《溫疫論》創立溫病（傳染病）學說，清代葉桂、吳塘等加以補充和闡發，使溫病學說更趨完整和係統。1759年，清代趙學敏與趙柏雲合作著成《串雅》，是一部提供給鈴醫（民間醫生）的切實有用的著作。趙學敏又著成《本草綱目拾遺》一書，對《本草綱目》進行了補充與訂正。1830年，清代王清任寫成《醫林改錯》，對前代人體解剖學中的錯誤進行了糾正。中國傳統醫藥學內容博大精深，在世界醫藥學上自成體係，占有崇高的地位，其眾多醫籍中的優秀遺產，對發展當代中國醫學具有不可忽視的重要作用。
數學我國五千多年前的仰韶文化時期的彩陶器上，繪有多種幾何圖形，又生產有六角及九角形的陶環，此為幾何知識的萌芽。至商代時，甲骨文中已用十進製記數，當時用矩與規為工具製圖。至遲在春秋末，我國人民已用算籌進行運算，算籌此後成為古代運算的主要工具。春秋戰國時期，已掌握整數四則運算和九九表，並已運用分數。《墨經》中有點、線、麵、方、圓等幾何概念。約在公元前一世紀，《周髀算經》成書，是我國現存最早的數學著作，其中有直角三角形勾股定理的應用和複雜分數運算的記載。約在公元1世紀東漢時成書的《九章算術》，是我國較早的傑出的數學專著，涉及算術、初等代數、初等幾何等方麵，其中多元一次方程組解法、正負數的概念、正負數加減法則、開平方、開立方以及二次方程的解法等記載，在世界上都是最早，在世界數學史上占有重要地位。公元263年，三國魏人劉徽算得圓周率為3.1416；魏晉間趙爽用幾何方法證明了勾股定理，其法包含割補原理的思想，均為數學史上傑出成就。5世紀時，南朝祖衝之算得圓周率在3．1415926與3．1415927之間，並用22／7與355／113為疏率和密率表示，早於西方一千多年。衝之又與其子祖暅提出祖氏定理，並求得球體體積公式。公元600年，隋代劉焯製定《皇極曆》時，最早提出等間距二次內插公式。626年左右，唐代王孝通在《輯古算經》中解決土方工程中提出的三次方程求根問題。680年，唐代李淳風等注釋《周髀算經》、《九章算術》、《海島算經》等十部數學著作，以為唐代的數學教科書。727年，張遂（僧一行）首創不等間距的二次內插公式。1050年左右，北宋賈憲創造開任意高次冪的“增乘開方法”，早於歐洲17世紀時出現的類似的“巴斯加三角”。1088—1095年間，沈括在《夢溪筆談》中提出“隙積術”，開始了對高階等差級數求和的研究。1247年，南宋秦九韶在《數書九章》中推廣增乘開方法，敘述高次方程的數值解法，早於西方五百多年。1248年，李冶著《測圓海鏡》，首次係統論述“天元術”（一元高次方程）。1261年南宋楊輝用“垛積術”求出幾類高階等差級數之和。1280年，元代郭守敬列出三次差的內插公式及兩個球麵三角公式。1303年，朱世傑著《四元玉鑒》，將“天元術”推廣為“四元術”（四元高次聯立方程），並提出消元的解法，又研究了各有限項級數求和問題，在此基礎上得出高次差的內插公式，早於英國牛頓等科學家三百七十餘年。14世紀以前，我國人民已使用珠算盤，1450年，明代吳敬在《九章算法比類大全》中記有珠算口訣。1592年，程大位的《直指算法統宗》是當時廣泛流傳的珠算術書籍。1607年，明代徐光啟等翻譯歐幾裏得《幾何原本》前六卷，將歐洲數學引入我國，清代數學家王寅旭、梅文鼎等受西洋數學影響，取得重大成就。1723年，清代梅瑴成等編成《數理精蘊》，介紹西方數學及我國古代數學，是當時的數學百科全書。1774年，清代明安圖著《割圜（圓）密率捷法》，證明和擴充用解析方法求圓周率的公式，又以獨創的幾何方法研究三角函數展開式。清末，數學家李善蘭與英人偉烈亞力合譯《幾何原本》後九卷；華蘅芳與英人傅蘭雅合譯《代數術》、《微積溯原》、《三角數理》諸著作，流布於世。我國古代數學成就輝煌，直至明中葉以前，在許多分支領域內，一直處於遙遙領先的地位，曾產生許多大數學家及數學專著，他們在很少受到外來影響的社會環境中，獨立發現和揭示了許多數學上的高難度的公式定理，為中國和世界留下了珍貴的遺產，是中國人創造力和智慧的有力證明。
物理學我國西安半坡等仰韶文化遺址出土許多尖底汲水陶灌，這種陶罐兩側係繩，空時傾斜，將滿時直立，水盛滿時自動傾覆，說明當時對物體的重心與平衡已有初步認識。商代能製造石磬及成套銅鐃等樂器，推測當時已具有十二律中的九律，並已有五度諧和的觀念。商周間已產生“五行說”與“陰陽說”，“五行說”認為世界萬物由金、木、水、火、土五種基本元素組成，“陰陽說”認為萬物發展變化之因是“陰”與“陽”相抗相須而造成。周代，我國人民使用“陽燧”（即凹麵鏡）聚焦陽光取火。春秋戰國時的《管子·地數》篇中有關於磁石的最早記載，並提出水是萬物之源的觀點。公元前4世紀，戰國時名家提出樸素的極限概念和物質無限可分的思想，又提出運動的物體又動又不動的辯證關係的看法。公元前4世紀至公元前3世紀，墨家著作《墨經》中載有關於力學、光學和聲學的研究成果，如杠杆作用、斜麵、針孔成象以及平麵鏡、凹麵鏡、凸麵鏡成象等，又首先提出光是直線前進的觀點，為世界上最早的幾何學著作之一。戰國時《莊子·徐無鬼》中有聲音共振現象的記載。春秋末年，我國人民已使用天平與砝碼，湖南長沙春秋末至戰國間楚墓有大量天平、砝碼出土。《荀子》中提出“天行有常”和“製天命而用之”的思想觀點。《韓非子》及《鬼穀子》中有關於指示方向的儀器“司南”的記載。《呂氏春秋》中有關於磁石吸鐵的記載。前221—前210年，秦始皇統一全國度量衡，標準量器商鞅方升製作十分精確。西漢時，采用有固定音調的竹管樂器的管長作為長度標準，並以管的容積和所盛粟的重量作為容量和重量的標準。公元1世紀，東漢王充認為天地萬物皆由陰陽二氣的交感變化而產生，天地不生不滅，無始無終。其所作《論衡》中有利用磁性指示方向的“司南勺”及靜電現象的記載。2世紀初，東漢張衡提出宇宙在時間和空間上都是無限的觀點，曾創製指南車，不久失傳。東漢時，我國人民已應用虹吸管引水。3世紀時，馬鈞受魏明帝令，恢複製成指南車。8世紀至9世紀，唐代柳宗元與劉禹錫提出宇宙無窮、萬物恒動以及空間充滿物質的觀點。唐初，孔穎達在《禮記注疏·月令》中說明虹的成因。其後，張誌和在《玄真子》中也有類似認識，並指出“背日噴乎（呼）水成虹霓之狀”，可以人工造出彩虹現象。1044年，北宋曾公亮主編的《武經總要》中記載的“指南魚”的製作方法，是世界上關於利用地磁場進行人工磁化的最早記載，表明當時已知道利用地磁的傾角。北宋，張載“虛空即氣”的學說發展了物質不滅的思想。沈括《夢溪筆談》中有關於利用天然磁體進行人工磁化以及地磁偏角的記載，又有關於凹麵鏡焦點的最早描述，均早於西方同類實驗和記錄。1119年，朱彧《萍洲可談》第一次記載指南針運用於航海，早於英國人納肯70年。南宋趙友欽在所著《革象新書》卷五“小罅光景”中記載其所作光學實驗，對視角，光的直線傳播和照度有所研究，通過實驗得出小孔成象的規律等正確結論。1584年，明代朱載堉《律呂精義》出版，創造了“十二等程律”（一稱“十二平均律”）早於法國人默森半個世紀。1637年，明末宋應星對聲音的產生及傳播作出合乎科學的解釋。明末清初，王夫之進一步闡述物質不滅思想，並指出構成萬物的“氣”永遠處於運動之中，靜止隻是運動的一種形態，隻是相對的。1562年左右，明末清初的方以智在《物理小識》中提出時間與空間不能彼此獨立存在的時空觀。書中正確解釋了大氣折射（蒙氣差）現象。清初，民間光學儀器製造家孫雲球曾製造放大鏡、顯微鏡等數十種光學儀器，並著《鏡史》。同時，黃履莊曾製造過探照燈（“瑞光鏡”），見於張潮《虞初新誌》卷六。1695年，清初劉獻廷在《廣陽雜記》卷一中指出鐵可以阻礙磁石吸力，是我國關於磁屏蔽的最早記載。1835年，鄭複光著成《鏡鏡癡》，為我國古代較有係統的光學專著，對物體的顏色、透鏡原理及三棱鏡、望遠鏡等光學儀器的製造均有所論述。1796—1820間，清代女科學家黃履曾製造“寒暑表”與“千裏鏡”，“千裏鏡於方匣上布鏡四，就日中照之，能攝數裏之外之影，平列其上，曆曆如繪。”實為一種望遠鏡與取景器相結合的裝置，即現代照相機的前身。我國古代物理學曆史悠久，有許多重要的科學思想、發明發現以及遠較外國為早的科學實驗，值得認真總結和發揚。