總的來說，羅馬人更注重實用技術，而希臘人更注重科學理論。科學史家一般認為羅馬時代的科學已經開始走下坡路了。從此，西方的科學發展從輝煌的希臘時代跌進了中世紀的低穀。而在漫長的中古時代，對世界科技發展貢獻最大的國家是中國。
中國是中古時代世界上天文研究最發達的國家之一。就像地理學上的地圖一樣，星圖是天文學上觀測恒星的形象記錄，在中國最早可能產生於西漢時期，據史載東漢三國時繪製的一幅星圖，繪有1464顆恒星。現存世界上最早的星圖是公元1193年繪成的，圖上至少繪了1434顆星星，比歐洲在100年以後繪成的星圖多出400多顆星星。中國古代的天象觀測和記錄是相當發達的，有許多“世界之最”。例如，公元前134年記錄的一顆新星，是世界上第一次新星記錄。《漢書》中記載的公元前28年的太陽黑子現象是世界上最早的黑子記錄。從漢朝到明朝的1600多年裏，詳盡、精確的黑子記錄超過100次，古代中國有世界上最完整的黑子記錄。在歐洲，觀測黑子至少要比中國晚1640年。
天文研究的成就直接影響曆法。中國曆法的最大特點是兼顧太陽、月亮運行的陰陽曆，並且確定了為農事服務的24節氣。南北朝時的祖衝之定一年為365.2428天，這在當時是非常精確的。後來元代的郭守敬，證實了一年為365.2425天，比歐洲采用這個數值早了400年。
天文、曆法的研究有賴於數學的進步。劉徽和祖衝之是中古時代我國最傑出的數學家，劉徽的代表作是《九章算術注》，他創立了用圓內接正多邊形來近似代替圓的“割圓術”和以此來計算圓周率的方法。祖衝之在劉徽之後，他把圓周率∏值的精確度提高到小數點後7位，即在3.1415926和3.1415927之間，更精確的霄值直到1000年以後，才由阿拉伯和法國的數學家計算出來。從600多年前的明朝初年起，我國的數學研究的成就逐步達到了高峰，相繼出現了秦九韶、李冶、楊輝、朱世傑等四位大數學家。在他們的數學專著中已經提出了高次方程的解法，這要比歐洲提出類似的解法早400年。與數學可以相提並論的是中國古代在物理學方麵的成就。中國古代力學知識豐富，除《墨經》中記有力的定義、力矩、杠杆、浮力、比重的原理以及物體運動的若幹規律外，在《荀子》、《列子》等著作中還記述了物體的形變和應力的性能。而在《考工記》中則記述了慣性現象。到了唐宋時代，文獻中已經出現表麵張力現象、虹吸現象，以及大氣壓力現象的記載。在聲學方麵，早在春秋時期，我們的祖先已經懂得了鍾的結構與發聲響度以及傳聲距離之間的關係。宋代的沈括在他的科學巨著《夢溪筆談》中更把我們祖先的這種認識從理論上加以總結。最遲不會晚於唐代，我們的祖先已經掌握了共鳴（共振）的知識，這比意大利的達·芬奇在歐洲做共振試驗要早800多年。另外，中國古代在磁學和光學上的成就也是十分驕人的，指南針是中國古代的四大發明之一，沈括發現地磁偏角比歐洲早400年。除了上文所述上古時期中國在光學研究上的成就外，從漢初的文獻記載中，我們可以確定在此之前，我們的祖先已經發明了潛望鏡。在1600年前的晉代，我們的祖先已經發現了利用透鏡聚焦點火的方法，以後沈括又科學地闡述了凹鏡成像的原理。