科学技术在宋元时代曾经获得重大的发展，许多部门都曾居于世界的前列，并建立了自己的体系。明朝统治时期，西方国家随着工业革命的到来，科学技术迅速发展，许多领域都发生了重大的变革。明清时期，中国逐渐陷于资本主义国家的包围之中，科学技术的发展，受到“只重其法，不重其理”的旧体系的束缚，也日益落在西方国家的后面。但某些具有自己传统的领域，仍然出现了一些杰出的科学家和科技著作，取得了举世瞩目的成就。西方的科学技术传入后，某些领域逐渐注重科学原理的探讨，得到新的进步。
第一节天文与历法
西方科技传入中国后，引起中西学术之争，焦点是天文学。这迫使中国学者重新研究中国传统天文学的实际水平，不得不改变“详于法而不著其理”（见王锡阐《晓庵遗书·杂著篇》）的传统体系。许多人努力钻研天文历法理论，从宇宙结构等方面认识天文现象，从方法上使传统天文学得到更新。
明代行用的《大统历》源于元郭守敬《授时历》，到明末已历二百六十多年。屡次有人提出修改历法的建议，崇祯二年（一六二九年）开设历局，由徐光启主持用西洋法编制新历。徐认为用西洋法当先翻译西洋著作，先后推荐传教士龙华民、邓玉函、汤若望、罗雅谷等人入局译书。到崇祯六年徐光启去世前，据译书编成新法《历书》共一百零四卷。继任的李天经又编成三十二卷，合称为《崇祯历书》。内分基本五目，节次六目，合十一部。徐光启原意是要“镕西算以入大统之型模”（参见梅文鼎《历学疑问》），实际上是一部西洋历法。
《崇祯历书》的编订是官府组织的一次翻译、整理西洋天文历算学著作的活动，对西洋历算的介绍与传播有重要意义。《崇祯历书》与旧历不同处，汤若望总结为四十二条，要点有三：一是天体结构理论不同。《崇祯历书》使用的是第谷的本轮、次轮说，认为日月恒星所在的本轮心沿本天（又称均轮）绕地运转，五星所在的次轮心沿太阳所在的本轮运转（绕日运转），诸曜不同天运行，日、地不同心。由此引出历法中的日月高卑差、不同心差等参数。二是计算方法不同。西法用平三角、弧三角、椭圆法等计算，不似中法只用勾股、圆法。三是观测仪器不同。新法使用象限仪、百游仪、望远镜等仪器，提高了观测的精度，加深了对天体结构的认识。如西法定恒星大小为六等；以银河为小星攒聚而成，不是云气..，都与望远镜的使用有关。以上三点都使西法的精度高于中法。还有一些虽与中法不同，但与精度无大关系的，如西法用黄道度数，分周天为三百六十度，一日为九十六刻等，均与中法不同。此后中国学者加王锡阐、梅文鼎，都通过《崇祯历书》学习西法历算。清朝建立后，改名为《时宪历》，行用了二百余年。
王锡阐（一六二八——一六八二年），字寅旭，号晓庵，吴江（今属江苏省）人。明亡后闭门不出，苦攻天文星历之学。主要著作有《历法》六卷，《历表》三卷，《大统历法启蒙》五卷，《杂著》一卷，合编为《晓庵遗书》。
王锡阐正统思想极强，反映到学术上是对西法不能给以实事求是的评价。他认为西法长处有五，当辨者（缺陷）有十，而长处是从中法窃取的，缺陷则导致了它测算的不精确性。但他与一般坚持排教护法的士大夫如杨光先、魏文奎辈不同，他把对西法的攻诘建立在对中、西法认真研究、理解的基础上，所以论西法缺点，常能中其肯棨。其次，他虽在总体上蔑视西法，却不忘西法长处，特别在涉及具体问题时，常表现出对西法的推崇。他的贡献除了阐明中西法的异同、渊源外，还在于他穷三十年精力，自制一部历法，世称“晓庵新法”。长处是既“以中法为型范”，又吸取了西法优点。徐光启曾有此心而无此力，王锡阐把它变成了现实。他的历书利用西学理论对中历的传统方法作了恰当解释，使中法道理大明于世，为清代学者研究古学，开辟了新路。在技术方面，如把日月分为三百六十度，以度分确定日月食复方位；为选择合适参数，“变周改应，增损经纬迟疾诸率”（《杂著·推步交朔序》），耗费了三十年精力。在他去世的前一年，曾以大统旧法、西法及自制法对测当年八月朔日食，结果与旧法相差悬殊，与西法所差甚微。
第二节数学
明代商品经济发展，宋元间广泛使用的珠算法进一步普及，以解决应用题为特征的商业数学发展起来。西方数学传入后，在士大夫中引起了强烈反响。为了正确认识中西算学的异同，加速西算与中算的融合，清初梅文鼎与梅瑴□成祖孙二人做出了重要贡献。
明代《九章》系统的数学著作首推吴敬《九章算法比类大全》，书成于景泰元年（一四五○年）。它的格式除了开篇增加“乘除开方起例”，介绍有关算和数的基本知识外，完全象《九章》那样，按方田、粟米等九项分作九卷，每卷也由若干应用题组成，全书共有一三二九题（包括书首“起例”中的一九四题），比《九章》的二四六题增加了四点四倍多。其中一部分是从古算书中抄录来的，新增题目中如“就物抽分”、“合伙经营”等，多属于商业内容。
程大位著《算法统宗》，成书于万历二十年（一五九二年）。分十七卷，收录应用题五九五个。体例与《九章算法比类大全》相同，仍是属于旧算学系统的著作。它的特点是运算全部采用珠算法，包括开平方、立方。又加法用“上法诀”，减法用“退法诀”（如“一上一”，“一下五除四”；“一退一”，“一退十还九”等）；除法将法（除数）列在算盘右边，实（被除数）列在左边。珠算结构和算法的完善，反映了明代商业数学的水平，并传播于日本、朝鲜，南传东南亚各国。
梅文鼎（一六三三——一七二一年），字定九，宣州陵阳人。幼习儒业，二十七岁始学历算。此后辛勤研究，孜孜不倦，数十年如一日，写下大量的数学著作，名声渐盛。康熙皇帝南巡途中召见，谈论三日，亲书“积学参微”四字为赠。
梅文鼎始习历算时，距利玛窦来华已八十年左右。当时翻译的西洋历算书很多，如李之藻译《同文算指》、徐光启译的《几何原本》等。一些学者认为高出中算很多，另一些人又认为西学那些东西中国古已有之。梅文鼎通过自己的研究，对这一争议作出了回答。
梅文鼎著作约九十余种（阮元《畴人传》载八十八种，另有《天步真原订注》等四种），对算学的贡献表现在两个方面：一是深入研究、整理了古代算学遗产，使古算义理更加昌明，频于失传者也重现于世。如他的《方程论》、《勾股举隅》等就是这类著作。二是将西算中国化，更容易为中国士大夫接受，为中西算学的融合作了有益工作。如改西洋笔算的横行式为直行式，改直行式的西洋纳白尔算筹为横式（见《勿庵筹算》）等。在他的《平三角举要》、《几何通解》中，还用传统的勾股法证明《几何原本》中的习题。钱大昕说，梅文鼎“国朝算学第一”，在中国古代算学史中，梅文鼎的贡献是巨大的。
由于梅文鼎在算学方面的成就，康熙四十六年（一七○七年）特准他的孙子梅□成入内廷读书。梅□成字玉汝，号循斋，又号柳下居士。入内廷后钦赐监生、举人，充蒙养斋汇编官，与陈厚耀、何国宗等人编纂《数理精蕴》、《历象考成》等书。另著有《增删算法统宗》、《操缦巵言》、《赤水遗珍》。
《数理精蕴》是据法国传教士张诚、白晋的遗稿修改而成，不仅是一部全面介绍西算的读物，也是一部全面总结清初中国算学知识的著作。书分上下两编。上编五卷，卷一为《数理本原》、《河图》、《洛书》、《周髀经解》，卷二至四为《几何原本》，但与欧几里德《几何原本》体例差异较大。与卷五的《算术原本》相对照可知，作者不是为了介绍欧氏原著，而是要把当时具有的几何知识加以分类著录。下编四十卷，其中《首部》二卷，介绍算学基本方法，如命位、加、减、因乘、归除、通分、约分等。虽然主要是西洋方法，却不照搬西算。如用中国数字，不用阿拉伯数字；约分用辗转相减法等。卷三至三十，分为《线部》、《面部》、《体部》，此外还有“垛堆”问题计算法。卷三十一至四十为末部，讨论“借根方”，即代数的有关问题。下编之后附“八线”等表，共四种，分为八卷。全书共五十三卷。书中没有介绍珠算，对西方的算筹和比例尺却有详细介绍。这是我国第一部纯由数学图形和方法分类的数学著作，标志着传统的《九章算术》体系已全部更新了。
第三节地理测绘
天文学和数学的发展，推动了地理测绘的进步。地理测绘也反转来促进了天文测量和数学应用的发展。
康熙帝在签订中俄尼布楚条约后，深感原有地图不准确的危害，决意进行全国性的地理测量。经过近二十年的准备，从康熙四十六年（一七○七年）开始，前后经历十年，将关内的十五省与关外满、蒙地区测绘完毕，在法国教士杜德美的主持下，将测量结果绘成《皇舆全图》，于康熙五十七年进呈。这时天山战乱未平，西部测量仅到哈密。乾隆二十年（一七五五年）和二十四年，又两次派遣明安图、何国宗等到天山补测。二十六年将补测结果编绘成《西域图志》。法国教士蒋友人根据《皇舆全图》、《西域图志》，并参考俄、蒙文献，汇编成《皇舆全览图》，比例尺约为一比一百四十万，图幅比《皇舆全图》大一倍。包括的地区北到北冰洋，南到印度洋，西到波罗的海、地中海、红海，相当于一幅亚洲全图。
康、乾时的两次地理测量是兼用天文测量和大地三角测量两种方法进行的。天文测量是在待测地区选择适当数目的观测点，分别测出它们的经纬度数值作为基准点。康熙时的测量在直隶、山东等二十个省、地区选定的基准点共六百四十个。三角测量是把待测区划分成一个三角网，选定其中某一个三角形的一条边为基线，准确量出它的长度；再从两端分别测出某一待测目标的方位角，就能用三角法算出基线两端到待测点的距离。以任一求得的距离为基线，计算到另一待测点的距离，依次计算下去，就能得到三角网中任意一点的座标。再用测出的基准点的经纬度数值修正计算误差，得出较准确的测量结果。由于当时经纬度测量（特别是经度测量）的精确度差，所绘地图的绝对精度不如相对精度大。但由于使用了科学的测量法，仍然是当时世界上最精确的地图。直到一九三四年上海申报馆出版《中华民国新地图》之前，一直是我国印制各种地图的蓝本。通过这些测量，规定了统一的尺度，以地球经线一度的长度为二百里，每里为一百八十丈，由此定出营造尺长度。这与十八世纪末法国由赤道长度定出米制单位具有同样的科学性；又测出纬度愈高，每度经线的直线距离愈长，从而证实了牛顿地球扁圆说的正确性；测量所得数据，还可作为对地形变化进行比较研究的依据，时代愈久，愈显示出重大意义。
第四节医学与本草学
中国特有的传统医学和本草学在明清两代有了较大的发展。医学著作的大量出现，内容包括对古医经的诠释、药物研究、医方征集、医案选辑、中外医学交流等等。李时珍《本草纲目》的完成是《本草》系统的中药学发展到顶点的标志。医学中的显著成就是瘟病学说的建立和发展。藏族和蒙族的医学也取得了新发展。
一、李时珍《本草纲目》
李时珍（一五一八——一五九三年）字东璧，号频湖，蕲州蕲春县（今湖北蕲春）人，世医出身。历时三十余年，撰成《本草纲目》。全书约一百九十余万字，分为五十二卷，十六部六十类。收载药物一八九二种，其中一五一八种系旧《本草》书所有，三七四种是李时珍新增（此据王士祯《本草纲目序》，传世本与此数略有出入）。每种药物下列有“释名”、“集解”、“修治”、“气味”、“主治”、“发明”等细目，分别叙述药物别名、形状、出处、采集加工方法、药性、用途等，最后附载有关药方。全书收载的药方共一万一千一百五十一方，其中旧方二千九百八十一，新增八千一百七十。并附有药物图一千一百零九幅。
《本草纲目》涉及到植物学、动物学、矿物学、化学、经济地理学等各方面的知识，是我国古代的一部百科全书。例如金石部中的“金”，书中不但记述它的药性和主治这类医学内容，“集解”目下还记述了金的产地、伴生矿石、植物找矿法、开采法、冶炼法、金的种类、纯度的物理鉴别法等等，几乎包括了当时金的全部知识。由于书中收藏的自然物很多，就更显得珍贵。
乾隆三十年（一七六五年），浙江钱塘人赵学敏撰《本草纲目拾遗》十卷，载药物七一六种，附记二○五种，合九二一种。新增药物多为旧有品种的不同产地，但补入明末以来传入的西药，如强水（硝酸溶液）、刀伤水（碘酒）、鼻冲水、药露、金鸡勒（今名金鸡纳霜）等。虽然为数不多，但反映了中医已开始注意到西药的应用。
二、瘟病学说与人痘接种术
《明史·五行志》记载，一四○八至一六四四年间，各地发生的大瘟疫达二十六次之多。入境外国人士的增加，使中土从未有过的传染病也开始流行。中医的内科理论原是建立在《伤寒论》之上。瘟疫等传染病的流行，促使瘟病学说得到发展。
在隋代巢元方《诸病源候论》里已记载瘟病的传染性特征，宋元时引起较多人注意，开始与伤寒病区分开来。但瘟病学说的真正奠基人是明初丹溪学派的医家王履（字安道，一三三二——一三九一）。他首先从论症、治法两方面对伤寒与瘟病加以区别。明清之际吴有性（字又可）摆脱了“六气说”束缚，提出“戾气说”。认为瘟病是戾气所致，由口鼻传入，与伤寒病因根本不同。著《瘟疫论》，进而指出戾气有不同类型，各能产生不同疫病。经过清代名医叶桂、薛雪、吴瑭、王士雄等人的努力，瘟病学说逐渐建立起体系。
叶桂（一六六七——一七四六年）字天士，在《温热论》中总结了温病发病、传病的规律，依据感染程度不同分作卫、气、营、血四个阶段，按段施治。薛雪（一六八一——一七七○）撰《湿热条辨》、吴瑭（约一七五八——一八三六）撰《瘟病条辨》、王士雄（一八○八——一八六六年）撰《瘟热经纬》等，对瘟病的病源、证候及治法都有所发挥，使瘟病在理、法、方、药等方面都成了独立于《伤寒论》之外的专门学科。
天花（即痘疹）也是一种瘟病，最早的记载见诸公元四世纪成书的《肘后备急方》，据传是东汉光武帝建武年间在南阳击虏所得，故称为虏疮。唐人孙思邈《千金方》中已有治疗药方，此后才逐渐掌握了接种人痘的预防方法。清人武荣纶撰《牛痘新书》中载：“唐开元间，江南赵氏始传鼻苗种痘之法”，此后逐渐完善，约有三种：较早的是用棉花蘸取痘疮的疮浆，塞入接种儿童的鼻孔。此法很危险，文献中多有“种痘而亡”的记载。后又有用痘痂接种的旱痘法和水痘法：前者是将干痘痂研成粉，吹入接种儿的鼻孔；后者将痘痂粉调水，用棉花蘸取后塞入被接种儿童的鼻孔中，此后改进为使用经过多次接种后的痘痂接种，称熟苗接种，较为安全了。
接种人痘预防天花是人工免疫法的先驱，是我国医学的一大贡献。清初传入日本；康熙间俄国人来中国学痘医；十八世纪初已传入欧洲。直到一七九六年英人真纳发明牛痘接种法以前，一直是最有效地预防天花病的方法。
三、藏医与蒙医
藏医早自吐蕃王朝时即已形成。明代的帕竹王朝，藏医形成南北两大学派。北方学派由强巴·南杰桑（一三九四——一四七五）创建，特点是善用温热药物，制方所用药味较多，长于灸法、放血及对风湿性疾病的治疗。南方学派的创始人是索卡·年姆尼多吉（一四三九——一四七五），学术特点是善用清解药物制剂药味少，长于应用地方草药治疗温热疾病。南北两学派又各自形成支派。
清代拉萨、日喀则等地建立了藏医学校，以吐蕃时代的藏医著作《四部医典》为教材。还经常延聘名医到布达拉宫讲学。医学流派最著名的是由南方学派发展来的直贡学派和西康学派。前者是十七世纪中期由直贡·曲扎在墨竹工卡地区的直贡寺创立；后者是十八世纪时司徒·曲吉琼奈创立于昌都德格地区。西康学派受汉医的影响较大。
以正骨、饮食疗法为特色的蒙医体系是元代以来逐步形成的。十四世纪初，印度经典《金光典》译为蒙文，其中的医学理论传入蒙古。此后又受藏医、汉医、阿拉伯医的影响，有了长足发展，逐渐形成三个派别：一是传统蒙医学派，以擅长骨科和饮食疗法为特征；二是藏医学派，奉《四部医典》为经典，具有较高的医学理论水平。三是近代蒙医学派，形成于十七世纪末叶，主张蒙医与藏医相结合。既注重传统疗法，又重《四部医典》。各派都著书立说，出现了一些著名的医家。
第五节农学著作与技术科学
一、《农政全书》
明代人口增长，嘉靖以来，水旱频仍。农学受到学者的重视。继承前代编修农书的传统，出现了农学的集大成著作《农政全书》。
《农政全书》作者徐光启（一五六二——一六三三年）字子先，号玄扈，官至太子太保，文渊阁大学士。入仕前即与传教士利玛窦等人相往还，译注《几何原本》等西方科技著作。晚年著《农政全书》六十卷，分“农本”、“田制”、“农事”等十二门。以汇辑古农书的记载为主，辅以作者本人的经历和述评。书中极重水利，以能否灌溉作为区分成田、荒田的标志，认为“凡地得水皆可田”，农业不发展的根本原因是“水利不修”（《农政全书》卷十六）。“救荒”一门，篇幅几占全书的三分之一，表明作者关心民间疾苦，也是明末局势衰败，灾荒严重的反映。
明代，自美洲经南洋输入玉米、番薯、马铃薯、花生、烟草等多种农作物。《农政全书》详细记述了番薯的种植、贮藏、加工法。讲到番薯育苗越冬、剪茎分种、扦插、窖藏干藏等技术，是最早系统介绍番薯种植法的著作。此后清人陈世元撰《金薯传习录》，记述了冷床育苗，包世臣《齐民四术》中记述了翻蔓技术，番薯种植技术逐渐完善。木棉的种植，至明朝已有数百年历史，种植法于农书中屡见记载，但《农政全书》首次把种植经验总结为“精拣核、早下种、深根短干、稀科肥壅”的十四字诀。《农政全书》中论除蝗的文字虽然不多，却是徐光启实地考察的结果。如论蝗虫生殖：“蝗虫下子，必择坚垎黑土高亢之处，用尾栽入土中下子。深不及一寸，仍留孔窍，..势如蜂窠。”“一蝗所下十余，形如豆粒，中止白汁。渐次充实，因而分颗，一粒中即有细子百余。或云一生九十九子，不然也。”（《农政全书》卷四《四备荒考中》）观察十分细致，具有较高的科学水平。《全书》中还著录《泰西水法》，采自徐光启译，传教士熊三拔著《水法本论》，其中介绍的汲水具：龙尾车、恒升车、玉衡车等在我国农村流被极广。
明清两代，农学著述极多。据不完全统计，明代有一百余种，清代超过二百种。明人的名著还有邝璠《便民图纂》、马一龙《农说》、耿荫楼《国脉农天》、琏川沈氏的《沈氏农书》，清代有张履祥《补农书》、杨屾《知本提纲》、潘曾沂《潘丰裕庄本书》、李彦章《江南催耕课稻篇》等。这些著述从不同角度研究农业生产技术，对农学的发展作出了贡献。
二、《天工开物》
继《农政全书》之后出现的《天工开物》是科学技术史上的又一部奇书。作者宋应星，字长庚，江西奉新县人，生于一五八七年，卒于清顺治间。《天工开物》成书于一六三七年，分上、中、下三卷，分为“乃粒”、“乃服”、“彰施”等十八目。分别记述织染、农产品加工、制盐、制糖、陶冶、舟车等手工业生产，是世界最早的一部手工业生产技术专著。
《天工开物》记述了明代许多先进的手工业技术，如用杂交法培养桑蚕的优良品种，蜡模铸造法、千钧以上大锚的锻造法、火法炼锌等等。这些虽然不全是明代的发明，却由于《天工开物》的记述而得以使人了解和传布。《天工开物》还收载了自国外传来的技术，如倭缎织造法，朝鲜及西洋棉布染整法，红夷炮、佛朗机冶铸法，日本与朝鲜海船的制造法等等。表明海外技术的不断传入，已成为人们不可缺少的知识。
三、技术科学
明清两代的技术科学，一般说来，进步迟缓，但在建筑、纺织、机械制造等也取得了一些新成就，并有专门著述传世。
建筑——宋代李诫著《营造法式》，是我国古代建筑学的重要专著。清工部编制《工部工程做法则例》是又一部建筑学专书。本书于雍正十二年（一七三四年）由清工部刊印行世。全书共七十卷，前二十七卷是二十七种不同规格的殿堂廊屋的“大木作”（梁、柱、檩、椽、斗拱等主体木构件的制作）例，将各种“大木”构件的尺寸一一注出；后二十四卷是工料估算法；其余各卷分别记述“小木作”（门窗、天花、勾栏、照壁等附属设施的木件作法）、“石作”、“砖作”、“瓦作”、“彩画作”..等。与宋《营造法式》相比，本书反映的建筑风格的变化主要是：斗拱攒数增加、尺寸权衡变小，表现出斗拱的装饰性增强，功能性降低；举架（屋面坡度）较峻，出檐（檐柱到撩檐檩间的水平距离）较少，柱有收分（每高一丈，柱径收七分），使建筑外形更加俊秀，不似宋代以前那样幽深朴拙；台基、须弥座、勾栏等的线脚较少，手法更加简练；材料截面的宽高比接近正方形，而宋式为三比二。总的看来，清式宫廷建筑的技术性提高，但由于追求装饰性，向着华艳方向发展，从材料力学的角度看，科学性反而有所降低。
《则例》的缺点是书中记述的只是建筑构件的绝对尺寸，而不是各部尺寸比例，使用不便。其次，对各部件的装配位置、功能、加工步骤都无解释，读者利用有不少困难。但它仍然是了解清式建筑的重要著作。
纺织——纺织历来是手工业中的重要部门。明代，古老的丝织和新兴的棉纺形成两大部类。有关纺织技术的纪录和研究，主要见于《天工开物》一书。
《天工开物》记载，明代养蚕已知用杂交法培育优良蚕种。练丝法用猪胰或乌梅。猪胰中含有蛋白酶，对丝胶水解有催化作用，所以练减率高，又不损伤丝质，后世一直沿用此法。《天工开物》还载有纺织五枚经斜纹绫的织绫技术。棉布到明代已取代丝麻，成为普遍使用的织物。《天工开物》说：“凡棉布，寸土皆有，而织造尚松江。”松江历来是棉织业的中心。明代松江棉布，分为标布、中机和山布三类。山布最窄且短。标布最宽，行销全国，远达海外。《农政全书》记载，江西乐安纺车，一车五繀（音岁suì，缫车）。较旧车只容三繀，有所改进，但以手指操作，仍极困难。英国在一七六八年制成珍尼纺纱机，以机器牵引，一车可多达十九繀。明清时代的中国，却未能出现这样的机械。
机械制造——明代西方的某些器械东传，中国开始仿造。崇祯二年（一六二九年），明廷应徐光启请求，决定制造望远镜。据《明史·天文志》记载，系由两个镜片组成，用于天文观测和“望敌施炮”。自鸣钟由利玛窦带入中国。徐光启曾受命造自鸣钟，作为测天仪器，大约由于精度不够，当时的天文计时仍以日晷、漏壶为主。清代制钟技术才得到发展。
明朝使用火药火器始于“靖难之役”（见朱国祯《涌幢小品》卷十二），明成祖平交趾，得神机枪炮法，特设了神机营习练。此后，中国匠人续有发明。正德间，佛朗机海舶来中国，在嘉靖二年（一五二三年）的海战中，船上火炮被明军俘获，称之为“佛朗机”。白沙巡检何儒仿制成功，明军中才有了各式佛朗机炮。大者重千余斤，射程数百步，号称“大将军”。万历后又得西洋红夷炮，长二丈余，重达三千斤，“能洞裂石城，震数十里”。崇祯时，徐光启以重资从广澳募集西洋工匠制造。明末军器局制造的中外各式火器已有数十种之多（参见《明史·兵制四》）。清康熙帝为平三藩之乱，命南怀仁监制大小西洋火器，在芦沟桥试放，受到康熙帝的称赞。日本的火器技术这时也传入中国。日本鸟铳，装有瞄准具（照星和照门），发无不中，射程又远，是中国轻型火器中比较优良的一种（纳兰容若《渌水亭杂识》卷三）。
明末西洋教士邓玉函与中国士人王徵共撰《奇器图说》三卷，是机械制造学的专著。卷一介绍有关重心、重力线、比重、浮力、压强等基本概念以及相关的定理、定律，还介绍了固体、液体（书中称干、湿二体）的某些性质。卷二把机械元件分作六类：天平、等子（不等臂称）、杠杆、滑车、圆轮和藤线（即螺旋），分别介绍了各自的使用原理和计算方法。其中说“器之能力最大者，其用时必多”，即省力的器械必然费时。在能量守恒定律正式确立之前，作为一个传教士能在机械中提出这样的表达式，是难能可贵的。卷三是实用器械图，包括起重十一图，引重四图，转重二图，取水九图，转磨十五图，解木四图，解石、转碓、书架、水日晷、代耕各一图，水铳（抽水唧筒）四图，总计五十四图，并附有说解。
《奇器图说》第一次使中国零散的力学器械纳入理论体系，提供了研究器械的科学方法，在中国机械制造史中具有重要的意义。
第六节建筑
明清时期是中国古代建筑体系的最后一个发展阶段。这一时期，中国古代建筑虽然在单体建筑的技术和造型上日趋定型，但在建筑群体组合、空间氛围的创造上，却取得了显著的成就。
明清建筑的最大成就是在园林领域。明代的江南私家园林和清代的北方皇家园林都是最具艺术性的古代建筑群。中国历代都建有大量宫殿，但只有明清的宫殿——北京故宫、沈阳故宫得以保存至今，成为中华文化的无价之宝。现存的古城市和南北方民居也基本建于这一时期。明清北京城、明南京城是明清城市最杰出的代表。北京的四合院和江浙一带的民居则是中国民居最成功的典范。坛庙和帝王陵墓都是古代重要的建筑，目前北京依然较完整的保留有明清两代祭祀天地、社稷和帝王祖先的国家最高级别坛庙。其中最杰出的代表是北京天坛，至今仍以其沟通天地的神妙艺术打动人心。明代帝陵在继承前代形制的基础上自成一格，清代基本上继承了明代制度。明十三陵是明清帝陵中艺术成就最为突出者。
以往的建筑历史研究者，常常因明清时期单体建筑艺术性的下降而贬低明清建筑。实际上，明清建筑不仅在创造群体空间的艺术性上取得了突出成就，而且在建筑技术上也取得了进步。明清建筑突出了梁、柱、檩的直接结合，减少了斗拱这个中间层次的作用。这不仅简化了结构，还节省了大量木材，从而达到了以更少的材料取得更大建筑空间的效果。明清建筑还大量使用砖石，促进了砖石结构的发展。其间，中国普遍出现的无梁殿就是这种进步的具体体现。
总之，明清时期的建筑艺术并非一味地走下坡路，它仿佛是即将消失在地平线上的夕阳，依然光华四射。
元朝严酷的统治终被推翻，中国又恢复了汉人掌权。但一心想恢复汉唐雄威的明朝皇帝并没有给中国带来另一次辉煌——封建制度没落的颓势已无法挽回。在明朝，中央集权发展到极点，宰相被废除，皇帝成为官僚之长。特务政治也发展到极至，东西厂、锦衣卫等特务组织十分发达。封建统治者大力提倡儒学，但此时的儒学早没有了先秦时的朝气，其消极因素越来越显现出来。随着生产力的发展，手工业与生产技术的提高，国内外市场的扩大，资本主义在中国萌出了芽。但面对儒学强大的势力，这芽始终没萌起来。此时期中国的科技发展出现了最后一个高峰，——近代西方文化开始传入中国，利玛窦、徐光启合译了《几何原本》、李时珍编著《本草纲目》、宋应星作《天工开物》。明末对农民严酷的剥削引起的大规模农民起义推翻了明朝。清朝统治者南下夺取了革命的果实，延续明之君主独裁。他们歧视汉人，对汉族实行民族同化政策，但怀柔与高压并行，鼓励醉心利碌的奴才思想，且大兴文字狱，使学术发展受到阻碍。在经历了短暂的“康乾盛世”后，国势陡转，八旗子弟的弓箭长矛终敌不过洋人的坚船利炮，中国几千年的封建社会被迫终结，进入了灾难深重的半封建半殖民地社会。
在建筑方面，明清到达了中国传统建筑最后一个高峰，呈现出形体简练、细节繁琐的形象。官式建筑由於斗拱比例缩小，出檐深度减少，柱比例细长，生起、侧脚、卷杀不再采用，梁坊比例沉重，屋顶柔和的线条消失，因而呈现出拘束但稳重严谨的风格，建筑形式精炼化，符号性增强。官式建筑已完全定型化、标准化，在清朝政府颁布了《工部工程作法则例》，民间则有《营造正式》、《园治》。由于制砖技术的提高，此时期用砖建的房屋猛然增多，且城墙基本都以砖包砌，大式建筑也出现了砖建的“无梁殿”。的由于各地区建筑的发展，使区域特色开始明显。在园林艺术方面，清代的园林有较高的成就。
一、城市建设
明清时期，城市数量迅速增加，都市结构也趋复杂，全国各地均出现了因各种手工业，商业，对外贸易，军事据点，交通枢纽，而兴起的各类市镇，如景德镇，扬州，威海卫，厦门等，此时大小城市均有建砖城，护城河，省城府城州城县城，皆各有规则。现存保存比较完好的是明西安城墙。它始建于明洪武三至十一年(1370—1378年)，是在唐长安皇城的基础上扩建而成的，明隆庆四年(1570年)又加砖包砌，留存至今。明西安城的西、南两面城墙基本和唐长安皇城的城垣相同，东、北两面墙向外扩移了约三分之一。城墙高12米，顶宽12—14米，底宽15—18米。城呈长方形，南垣长4255米，北垣长4262米，东垣长1886米，西垣长2708米，周长约13.7公里。城四面各筑一门，每座城门门楼三重：闸楼在外，箭楼居中，正楼最里，为城的正门。箭楼与正楼之间与围墙连接形成瓮城。在城墙四角各筑角楼一座。城墙上相间120米还有敌台(马面、墩台)98个，台上筑有敌楼，供士兵避风雨和储存物资用。城墙顶部外侧还修有雉谍(垛墙)共5984个，上有垛口和文口，供射箭和了望用，内侧修有女墙无垛口，以防行人坠落，城外有护城河环绕。整个城墙气势雄伟，构成一个科学严密的古城堡防御体系。
钟楼座落在西安市中心，东西南北四条大街交汇处。楼上曾有大铁钟一口，每晨击钟报时，故名钟楼。高36米，初建于明洪武十七年，原在西大街广济街口，明万历十年（1582年）移建于此。钟楼从下向上由基座、楼身和楼顶三部分组成，基座呈正方形，四面开券洞门，由地平至楼顶通高36米。楼深广各五间，环以回廊，凭栏四望，可饱览古城全貌。楼分两层，三重檐四角攒顶。楼檐四角如凤展翅，绿琉璃覆盖的攒顶上为金色宝顶，一层墙壁刷白，显得雍容华贵，似唐风尤存。
建筑组群
此时期建筑组群采用院落重叠纵向扩展，与左右横向扩展配合，以通过不同封闭空间的变化来突出主体建筑，其中以北平明清故宫为典型，此时的建筑工匠，组织空间的尺度感相当灵活敏锐。
明清建筑具有明显的复古取向，官式建筑由於形式上斗拱比例缩小，出檐较短，柱的生起，侧脚，卷杀不再使用梁坊的比例沈重，屋顶柔和的线条轮廓消失，故不如唐宋的浪漫柔和，反而建立严肃，拘谨而硬朗的基调，明代的官式建筑已高度标准化，定型化，而清代则进一步制度化，不过民间建筑之地方特色十分明显。但也有极少数特例，如北京故宫线条复杂的角楼。
飞云楼在万荣县解店镇东岳庙内，相传始建于唐，现存者建于明正德元年（1506年）重建。楼面阔5间，进深5间，外观三层，内部实为五层，总高约23米。底层木柱林立，支撑楼体，构成棋盘式。楼体中央，四根分立的粗壮天柱直通顶层。这四根支柱，是飞云楼的主体支柱。通天柱周围，有32根木柱支擎，彼此牵制，结为整体。平面正方，中层平面变为折角十字，外绕一圈廊道，屋顶轮廓多变；第三层平面又恢复为方形，但屋顶形象与中层相似，最上再覆以一座十字脊屋顶。
飞云楼体量不大，但有四层屋檐，12个三角形屋顶侧面，32个屋角，给人以十分高大的感觉。各层屋顶也构成了飞云楼非常丰富的立面构图。屋角宛若万云簇拥，飞逸轻盈。此楼楼顶，以红、黄、绿五彩琉璃瓦铺盖，木面不髹漆，通体显现木材本色，醇黄若琥珀，楼身上悬有风铃，风荡铃响，清脆悦耳。
飞云楼楼体精巧奇特，像这样造型繁丽的建筑在宋元绘画中出现很多，但实物保存极少，所以它具有重要的价值。
广西容县真武阁建于明万历元年（1573年），建在容县东门的古经略台上。阁三层，楼层面阔三间，进深一间，底层扩展为面阔五间，进深三间，外观三层檐，歇山顶，高13.20米，屋檐挑出很大而柱高甚低，感觉比一般楼阁的出檐节奏加快，使得真武阁不象是一座三层建筑，倒很像是一座单层建筑而有三重屋檐，有强烈的韵律感和动势，但又较一般重檐建筑从容和层次鲜明。再加屋坡舒缓流畅，角翘简洁平缓，给全体增加了舒展大度的气魄，非常清新飘逸，是充分表现中国建筑屋顶美的杰作。底层平面比上二层大出很多，也使轮廓更显生动。真武阁不以浓丽华贵取胜，而以轻灵素雅见长。全阁用了近3000条坚如石制的铁黎木构件，全部外露木面，一律为灰黑色，三重屋面则是绿瓦灰脊，色调极淡雅柔和。登阁远望，隔着南岸广阔的平原，东南山岭巍然矗立，气势雄壮。阁本身高13米，加上台高近20米，也是周围区域观赏的对象。
在楼层有四、五根金柱，贯穿二、三层，其柱脚悬空，下离二层楼面5至25毫米，形成此建筑的一个特点。
二、宗教建筑
现存的佛寺，多数为明清两代重建或新建，尚存数千座，遍及全国。汉化寺院显示出两种风格：一、位于都市内的，特别是敕建的大寺院，多为典型的官式建筑，布局规范单一，总体规整对称。大体是：山门殿、天王殿，二者中间的院落安排钟、鼓二楼；天王殿后为大雄宝殿，东配殿常为伽蓝殿，西配殿常为祖师殿。有此二重院落及山门、天王殿、大殿三殿者，方可称寺。此外，法堂、藏经殿及生活区之方丈、斋堂、云水堂等在后部配置，或设在两侧小院中。如北京广济寺、山西太原崇善寺等即是。二、山村佛刹多因地制宜，布局在求规整中有变化。分布于四大名山和天台、庐山等山区的佛寺大多属于此类。明清大寺多在寺侧一院另辟罗汉堂，现在全国尚存十多处，尚有新建重者。为了便于七众受戒，经过特许的某些大寺院常设有永久性的戒坛殿。明、清时代，在藏族、蒙古族等少数民族分布地区和华北一带，新建和重建了很多喇嘛寺。它们在不同程度上受到汉族建筑风格的影响，有的已相当汉化，但总是保留着某些基本特点，使人一望而知。
此时期中国佛寺建筑上出现一种拱券式的砖结构殿堂，通称为“无梁殿”，如山西、南京灵谷寺、宝华山隆昌寺中都有此种殿堂建筑。这反映了明朝以来砖产量的增加，使早已应用在陵墓中的砖券技术运用到了地面建筑中来。五台山显通寺内的无量殿为用砖砌成的仿木结构重檐歇山顶的建筑，高20.3米。这座殿分上下两层，明七间暗三间，面宽28.2米，进深16米，砖券而成，三个连续拱并列，左右山墙成为拱脚，各间之间依靠开拱门联系，型制奇特，雕刻精湛，宏伟壮观，是我国古代砖石建筑艺术的杰作。无量殿正面每层有七个阁洞，阁洞上嵌有砖雕匾额。无量殿有着很高的艺术价值，是我国无梁建筑中的杰作。
明、清佛塔多种多样，形式众多。在造型上，塔的斗拱和塔檐很纤细，环绕塔身如同环带，轮廓线也与以前不同。由于塔的体型高耸，形象突出，在建筑群的总体轮廓上起很大作用，丰富了城市的立体构图，装点了风景名胜。佛塔的意义实际上早已超出了宗教的规定，成了人们生活中的一个重要审美对象。因而，不但道教、伊斯兰教等也建造了一些带有自己风格意蕴的塔，民间也造了一些风水塔(文风塔)、灯塔。在造型、风格、意匠、技艺等方面，它们都受到了佛塔的影响。广胜寺飞虹塔为例介绍。
飞虹塔在山西洪洞县城东北17公里广胜上寺，为国内保存最为完整的阁楼式琉璃塔。塔身外表通体贴琉璃面砖和琉璃瓦，琉璃浓淡不一，睛日映照，艳若飞虹，故得名。塔始建于汉，屡经重修，现存为明嘉靖六年（1527年）重建，天启二年（1622年）底层增建围廊塔平面八角形，十三级，高47.31米。塔身青砖砌成，各层皆有出檐，塔身由下至上渐变收分，形成挺拔的外轮廓。同时模仿木构建筑样式，在转角部位施用垂花柱，在平板枋、大额枋的表面雕刻花纹，斗拱和各种构件亦显得十分精致。形制与结构都体现了明代砖塔的典型作风。该塔外部塔檐、额枋、塔门以及各种装饰图案(如观音、罗汉、天王、金刚、龙虎、麟凤、花卉、鸟虫等)，均为黄、绿蓝三色琉璃镶嵌，玲珑剔透，光彩夺目，形成绚丽繁缛的装饰风格，至今色泽如新，显示了明代山西地区琉璃工艺的高超水平。塔中空，有踏道翻转，可攀登而上，为我国琉璃塔中的代表作。
金刚宝座式塔是一种群体塔，俗称“五塔”。它源于南亚次大陆，以佛陀迦耶大塔为典型代表。敦煌莫高窟北朝壁画中曾有出现。但未被推广。藏传佛教大量采用此种五塔形式，作为宇宙模式的一种表征。除藏、蒙地区外，明清时代华北也修建了一些这类塔。以北京和承德地区为多。北京地区著名的有明代真觉寺塔，清代碧云寺塔和西黄寺清净化城塔等。
真觉寺坐落在北京西直门外，始建于明成化九年(1473年)。清乾隆二十六年(1761年)大修，为避雍正帝胤祯讳，更名大正觉寺。因寺内建有五塔，故俗称五塔寺。明永乐年间(1413年左右)，印度僧人班迪达来到北京，献上金佛5尊和印度式“佛陀迦耶塔”图样。永乐帝下旨建寺造塔，成化九年依所献图样建成。
金刚宝座塔由宝座和石塔两部分组成。宝座为7.7米的高台，系砖和汉白玉砌成，分6层，逐层由下而上收进0.5米，外观庄重。最下一层为须弥座，其上5层，每层是一排佛龛，每个佛龛内刻佛坐像一尊。宝座顶上平台，分列方形密檐式石塔5座：中央大塔13层，高约8米，象征毗卢遮那佛；四角小塔各11层，高约7米许，东塔象征阿辁佛；南塔象征宝生佛；西塔象征阿弥陀佛；北塔象征不空成就佛。5塔所象征的佛称五方佛。各塔均由上千块预先凿刻好的石块拼装而成。宝座南北正中辟券门，塔内有石阶44级，盘旋而上，通向宝座上层平台。台上还盖有下方上圆琉璃罩。塔座和塔身遍刻佛像、梵文和宗教装饰。中央大塔刻一双佛足迹，意为“佛迹遍天下”。五塔寺金刚宝座塔各部分比例匀称，给人以坚实而不可动摇的印象。
三、民居
北京四合院作是北方合院建筑的代表。它院落宽绰疏朗，四面房屋各自独立，彼此之间有游廊联接，起居十分方便。四合院是封闭式的住宅，对外只有一个街门，关起门来自成天地，具有很强的私密性非常适合独家居住。院内，四面房子都向院落方向开门，一家人在里面和亲和美，其乐融融。由于院落宽敞，可在院内植树栽花，饲鸟养鱼，叠石造景。居住者不仅享有舒适的住房，还可分享大自然赐予的一片美好天地。
影壁是北京四合院大门内外的重要装饰壁面，绝大部分为砖料砌成，主要作用在于遮挡大门内外杂乱呆板的墙面和景物，美化大门的出人口，人们进出宅门时，迎面看到的首先是叠砌考究、雕饰精美的墙面和镶嵌在上面的吉辞颂语。通过一座小小的垂花门，便是四合院的内宅了。内宅是由北房、东西厢房和垂花门四面建筑围合起来的院落。封建社会，内宅居住的分配是非常严格的，位置优越显赫的正房，都要给老一代的老爷、太太居住。北房三间仅中间一间向外开门，称为堂屋。两侧两间仅向堂屋开门，形成套间，成为一明两暗的格局。堂屋是家人起居、招待亲戚或年节时设供祭祖的地方，两侧多做卧室。东西两侧的卧室也有尊卑之分，在一夫多妻的制度下，东侧为尊，由正室居住，西侧为卑，由偏房居住。东西耳房可单开门，也可与正房相通，一般用做卧室或书房。东西厢房则由晚辈居住，厢房也是一明两暗，正中一间为起居室，两侧为卧室。也可将偏南侧一间分割出来用做厨房或餐厅。中型以上的四合院还常建有后军房或后罩楼，主要供未出阁的女子或女佣居住。
南方地区的住宅院落很小，四周房屋连成一体，称作“一颗印”，适合于南方的气候条件.南方民居多使用穿斗式结构，房屋组合比较灵活，适于起伏不平的地形。南方民居多用粉墙黛瓦，给人以素雅之感。在南方，房屋的山墙喜欢作成“封火山墙”，可以认为它是硬山的一种夸张处理。在古代人口密集的南方一些城市，这种高出屋顶的山墙，确实能起到放火的作用，同时也起到了一种很好的装饰效果。
客家土楼是世界上独一无二的神话般的山村民居建筑。土楼分方形土楼和圆形土楼两种。圆形土楼最富于客家传统色彩，最为震撼人心。客家人原是中国黄河中下游的汉民族，1900多年前在战乱频繁的年代被迫南迁。在这漫长的历史动乱年代中，客家人为避免外来的冲击，不得不恃山经营，聚族而居。起初用当地的生土、砂石和木条建成单屋，继而连成大屋，进而垒起多层的方形或圆形土楼，以抵抗外力压迫，防御匪盗。这种奇特的土楼，后来传布到福建、广东、江西、广西一的带客家地区。从明朝中叶起，土楼愈建愈大。在古代乃至解放前，土楼始终是客家人自卫防御的坚固的楼堡。
此外，我国其它地方的民居也都很有特色。总之，民居是劳动人民智慧的结晶，形式比较自由，不受“法式”、“则例”等条条框框的约束，其中有很多东西值得我们借鉴。