屡试不中
宋应星自幼聪明伶俐，几岁就能作诗，有过目不忘之才，和大哥宋应升一起在叔祖宋和庆开办的家塾中读书，很得老师和长辈们的喜爱。幼时先学诗文，又学经、史、子、集，接受封建正统教育。
青年时代，他把主要精力和时间都花在了科举应试上。1615年，宋应星和哥哥宋应升一起到省城南昌参加乡试。参加这一年乡试的江西考生有10000多人，但中举的却只有109人，宋应星名列第三，宋应升名列第六，奉新县考生中只有宋应星兄弟两人及第。
当年秋天，他们又前往京师参加会试，但是，两人却都名落孙山。兄弟俩并没有气馁，决定下次再去参加会试。为了做好应试准备，他们前往江西九江府古老的白鹿洞书院进修。
1619年，宋应星兄弟进京会试，但两兄弟仍未及第。他们以为第三次可以成功，又于1623年第三次进京会试，结果又失败。就这样，宋应星兄弟一连参加五次会试仍未考中。当时，宋应星已45岁，宝贵的青壮年时期，就这样消磨在科举上面。
编写《天工开物》
17世纪30年代，中国的一本名为《天工开物》的书传到西方以后，欧洲人惊奇不已，称它是“中国17世纪的工艺百科全书”。这本书的作者就是明代著名科学家宋应星。
宋应星47岁出任江西分宜县教谕，动手编写《天工开物》，3年后成书。以后在福建、安徽当过小官，1644年，明朝灭亡后，便弃官回乡隐居。
中国封建社会，民间工艺技术被认为是“雕虫小技”，一般读书人看不起。宋应星却把它看做是劳动人民创造的宝贵财富，将它们一一记录在《天工开物》中，成了中国古代科学技术的名著。西方曾以《中华帝国古今工业》为书名，将它译成外文出版。
《天工开物》中记载的冷浸田使用骨灰蘸秧根，是我国使用磷肥的最早记录；利用不同品种蚕蛾杂交而生出“嘉种”，是我国利用杂交技术改良蚕种的最早记录。
书中记载的精巧复杂的提花机是当时世界上最先进的，记载的锌的冶炼技术在世界上是最早的。
担任县学教谕
1604年时，宋应星弟兄各自成家，就分居了，宋家的地产从此化整为零。几次万里征程，也花费了许多钱财，娶妻生子，家庭支出日渐增多，经济状况已经不如过去，整天在家闲居，不是长久之计。于是，宋应星决定在社会上谋求一项公职，再借此施展他研究实学的志愿。
宋应星的哥哥宋应升在1632年谋求到浙江桐乡县令的职务。但是不久，他们的母亲魏氏亡故，宋应升、宋应星把母亲安葬在本乡的塘尾，就按照封建社会的习俗，在家“守制”。
1634年，宋应星担任了本省袁州府分宜县县学教谕的职务。宋应升则调任广东肇庆府恩平县令，因为有政绩，被诰封为文林郎。
分宜县在奉新的西南，中间经过上高，不算太远。县学有20名学生，教谕则是个未入流的文职衙门中的下级官员。宋应星在这个职务上一直干到1638年。
他担任教谕的同时又能接触到一些图书资料，为他从事写作提供了条件。宋应星充分利用了这段时间，根据以前的调查所得。再查找必要的参考文献，从事着极其紧张的著述工作。