康熙帝之所以是一个传奇式的人物，不但因为他在少年时代计擒过权臣鳌拜，青年时代平定了三藩之乱、收复台湾，壮年时代平定了噶尔丹叛乱、抗击了沙俄的侵略，而且还由于他热爱科学、学习科学乃至在科学史上做出了一定的贡献。
（一）数学方面
少年时代所经历的那场关于天文历法的争论，在康熙帝的心灵深处留下了永不消失的痕迹。他目睹了那些在科学面前畏缩不前的大臣的昏聩，也痛恨自己对科学的无知。他在杨光先与南怀仁的科学斗争中认识到，数学是这两个人胜败的关键之一。因此，康熙帝对数学狠下了一番工夫。他后来对人谈起他自己如何发奋学习数学的情况说：“你们只知道我算术不错，却不知道我为什么要学算术。我少年时，钦天监汉官与西洋人不睦，互相攻击，死了不少人。杨光先、汤若望在午门外，当着九卿大臣的面测量日影。无奈九卿中没有一个人懂得这种方法。我当时想，自己不懂，怎么能够判断别人是对还是不对呢？所以我发奋学习数学。”
他的确是这样开始学习科学的。他先是同比利时传教士南怀仁学习几何。康熙二十七年（1688年）南怀仁去世，他又同来到北京的法国传教士张诚、白晋等人学习。为了学好课程，他为传教士准备了良好的生活条件，还叫他们到内务府学习满语、汉语。他自己则努力学习拉丁文，为的是能正确听懂或者看懂数学讲义。他学习过欧几里得的《几何原本》和巴蒂斯的《实用和理论几何学》的满文译本。他每学一个定律，不但务求必懂，而且都尽可能联系实际。
康熙帝不但向外国人学习数学，他还努力培养和团结一批中国自己的数学家。他团结了当时颇负盛名的大数学家梅文鼎，后来又把梅氏的孙子梅瑴成调到北京，让他专门从事科学研究与编纂工作。此外，如泰州人陈厚耀、大兴人何国宗以及蒙古族的明安图等数学家，也曾授教于康熙帝。
康熙晚年在北京畅春园设立了“算学馆”。在他的倡导主持下，梅瑴成等人用了十年时间，编成了集当时乐律、天文和数学之大成的巨著——《律历渊源》。此书之第二部取名为《数理精蕴》，它不但收录了中国历代数学的精华，同时也囊括了明末以来传入我国的西洋数学，是一部很有价值的数学丛书。
（二）医学方面
康熙帝自幼对医学就感兴趣。后来，他在向西方学习的过程中，又接触了西方医学。他40岁的时候得过一次疟疾，经过御医多方治疗也未见效果。这时，在宫廷工作的法国传教士洪若翰、刘应进献了一种特效药——金鸡纳。康熙帝服用了金鸡纳之后效果很好，不久就恢复了健康。为了酬谢传教士，他特赐在西安门内建立一座大教堂，这就是日后西安门内北堂的来历。
康熙帝病愈后，便不时推广金鸡纳。他每逢出巡时，总是随身带上些金鸡纳，赐给一些封疆大吏们。康熙五十一年（1712年）夏天，曹雪芹的祖父曹寅得了疟疾。曹寅托亲戚向康熙帝讨要金鸡纳。康熙帝得知后，立即从北京用驿马昼夜星驰把药送往江宁（今南京），并御批：“疟疾若未转泄痢，还无妨。若转了病，此药用不得。金鸡纳专治疟疾，用二钱末，酒调服。若轻了些再吃一服，若不是疟疾，此药用不得，需要认真。万嘱！万嘱！万嘱！万嘱！”可惜药还没有送到，曹寅就一命归天了。
康熙帝除了推广金鸡纳之外，还不时为臣下看病开方。有一次，直隶总督看文件时忽然半身瘫痪，请求康熙帝派人到保定给他治病。康熙帝派人去了，但只是说：“类风之病，补药无益而有大损，十分留心！”后来他又向康熙帝讨要“御制药酒”。康熙帝怕药酒容易坏，便动了一番脑筋，特赐西药药饼，叫他用的时候泡在酒里，还告诉他饮酒的用量。直隶总督服酒之后，向康熙帝报告说：“初服之日即觉得热气上至左膀，下至左腿。”颇为见效。
康熙帝在医学上的一个重要的贡献，就是他以皇帝的权威下令推广种痘法。明末清初，天花传染病流行，夺去了无数人的生命，也使许多人脸上留下了永不消失的疤痕。康熙帝就是天花的受害者之一。那时候，世界上还没有防治天花的好办法。只有我国在世界上首先创造了一种预防天花的种痘法。这种方法，就是把患者的痘痂研成细末，用湿棉花蘸上这种“痘苗”塞在健康人的鼻孔里（或将痂末吹入人的鼻内），使接种者发生一次轻微的感染，从而获得对天花的免疫力。这种方法虽然历史悠久，却未能广泛推行。康熙帝知道这种方法后，便首先在自己的孩子和一些亲贵子女中推行，后来又在蒙古等少数民族中推行。开始，有些老年人少见多怪，表示怀疑。但康熙帝以皇帝的至高无上的权力坚意推行，终于取得了很好的效果。
（三）地理学方面
康熙帝学了数学与天文，因而对地理学的重要性有了更加深刻的认识。他学会了使用测量仪器，每行到一处，就要测量那里的地势，调查当地的地貌、地质、水文、土壤等等。他不但测量该地距京师的里程，还要测量那里的纬度，并把这些情况记录下来，收入他撰写的文章、上谕中。例如，他在亲征噶尔丹的行军途中，就详细调查过所经过之处的风物、地理情况，把记录下来的材料寄给在北京的皇太子。康熙三十五年（1696年）四月二十一日，他在给皇太子的信中叙述了行军中的饮水问题，他说：“自出喀伦未见寸土，其沙亦坚硬，履之不陷，营中军士凿井。可凿井的地方也很易认识。蒙古语叫‘善达’之处，地洼而润，掘未二尺即可出水；叫‘塞尔’的地方，山涧沟径，掘仅尺余即可及泉；有称‘布里杜’者，是一种丛草间积留的潦水，水质不佳；叫‘窥布尔’的，水流地中，以手探之泉即随出，故野驴以蹄踏之而饮。”可见，康熙帝对所经过的地方是做过详细调查的。
他在沙漠中行军，往往发现有贝壳。这种东西引起了他很大的兴趣。他联想到当地蒙古族人关于洪水的传说，推测这里在洪荒时代很可能是一片泽国。这和近代学者的某些科学推论是很接近的。
康熙帝在世时，还费了几十年的心血，开展了一场史无前例的伟大工程：在辽阔的中国疆土上进行实测、绘制地图。这项工作是由外国传教士与中国工作人员共同完成的。这次测绘工作进行了多年，采用了当时比较先进的大地测量术和用经纬度绘图的方法。到康熙五十五年（1716年），除今新疆少数地区外，已对大多数省区进行了测绘。这次测绘的结果，便是一部《康熙皇舆全览图》。它是中国历史上第一部完全实测，且比较精确的地图集，也是世界上地理测量史上的伟大成果之一。康熙曾对大臣蒋廷锡说：“此图是朕费三十余年心力才完成的，山脉水道合乎《禹贡》。你可以将此图和各省分图让九卿们细阅，倘有不对之处，可以面奏。”可见康熙帝很以《康熙皇舆全览图》为自豪，但他又不拒绝别人的建议。