除了前面已经叙述过的许多技术成就，还有一部集中地全面反映明代农业和手工业的宏篇巨著——《天工开物》。这是博学多才的学者宋应星（1587～1666）写的。宋应星28岁在南昌得中举人，此后曾在八股文考试中五次进京，但均未高中，做过低级官吏。他后半生对技术的热情和献身精神远远超过了对仕途的追逐。他潜心研究并于1637年撰成的《天工开物》是继战国时的《考工记》之后出现的又一部技术巨著，是中国社会出现资本主义萌芽时的一部伟大的农业和手工业技术百科全书。宋应星在《天工开物》序言中表明他写此书的目的是让一般的士人了解更多的实际的事物。这是针对当时的知识分子重经文而轻格致之学和技艺而写的一部著作，因而作者也指出这是一部“大业文人弃掷案头”、“于功名进取毫不相关”的书。该书出版后曾在明末清初风行一时，并使作者在身后获得了世界性的声名，但在清朝乾隆时代以后被中国社会所冷落。《天工开物》在传入日本后受到了欢迎，逐渐被译为日、法、德、英等文，被外国人视为中国技术的百科全书。据此书和明代各类文献资料以及大量遗址和遗物可知，明人已经采用火药爆破法采矿，用竹管吸排煤矿中的瓦斯气，发明了焦炭以冶铁，冶金炼钢法有了改进，并最早开始炼锌。在冶金技术方面广泛采用了鼓风的活塞式木风箱，并用木铁结构的机车在矿山运料。与纺织的改进和推广联系起来看，明代后期手工工场中的机器已经相当复杂，机器的手工制造工场已有相当大的规模。
如果比较一下宋应星所处时代欧洲的手工业技术就可以看出，中国和欧洲的技术水平当时是相近的，并没有拉开很大的距离。因为当时在欧洲发表不久的著名技术著作是意大利人毕林古齐（1480～1530）的《烟火术》（1540年发表）和德国人阿格里柯拉（1490？～1555）的《金属学》（1556年发表）。这两部书比《天工开物》早七八十年，但它们所反映的技术水平是相近的。唯一不同的是：从宋应星的书虽然可以看出中国传统的技术正在向一个新的进步阶梯逼进，但由于中国社会经济生活中缺乏一种推动力，这个技术上刚刚出现的进步趋势在逼进临界点时停止不前了。中国人的技术发展没有走向变革，宋应星的书不是攀登新的技术阶梯的垫脚石，而变成了一个历史总结。而在欧洲，科学则大踏步地发展起来，从而最后和技术一起汇成了一股科学技术全面进步的浪潮。关于这一点，值得提到两个有代表性的人物，这就是比宋应星大23岁的意大利人伽利略和在宋应星辞官回乡隐居（1644年）时刚刚两岁的牛顿（1642～1727）。
中国传统的医药学在明代有一个辉煌的里程碑，它是由湖北人李时珍（1518～1593）树立起来的。李时珍出身于一个世代医家，试图求仕，14岁时中秀才，但其后三次乡试都未中举。在心灰意冷中他同科举仕途告别，投身于先辈的行业，并把毕生精力花费在药物学研究上。他的勤奋和天才使他成为名医和中国古代最伟大的药物学家。李时珍的190万字的《本草纲目》是研读前人书籍的读书心血与千百次采药行医的经验结晶。在介绍该书时，他写道：“唐宋本所无、金元我明诸医所用者，增入三十九种，时珍续补三百七十四种，虽曰医家药品，其考释性理，实吾儒格物之学，可裨《尔雅》、《诗疏》之缺。”（《本草纲目·凡例》）此书在作者去世三年后出版，迅速在中国、日本、朝鲜、越南和欧洲流传。李时珍的书在药物的数量和对所载药物的研究方面都超过了《神农本草经》以及唐代官方的《新修本草》。明代在医学方面还有三位有创新思想的人。元末明初的江苏昆山人王履于1368年写出《医经溯洄集》，指出了温病（传染病）与伤寒的区别，开始了中医对传染病的认识。明末的江苏吴县人吴有性（1592～1672）在各地行医的过程中对传染病作了专门研究，写出了《瘟疫论》一书，为中医温病学说奠定了基础。另一位江苏南通人陈实功（1555～1636）则是一位外科专家，1617年写成著作《外科正宗》，他能把切断的喉管缝合起来。他们给传统的中国知识宝库中增加了新知识。另外一件重大的医学发明是明朝隆庆年间（1567～1572）安徽太平县一带的民间医生发明的预防天花病的人痘接种方法，开始向全国传播，这无疑是高出当时世界上任何地区医学知识的免疫学大发明，反映了中国传统医药学的坚韧生命力。
显然，只有在一个世世代代以农业种植为生的农业民族中才可以产生李时珍这样的医学家和药物学家。中医中药学与中国的农业文明同根相连。任何一个民族同疾病作斗争的条件和技术总是建立在其地理环境和社会生产所提供的基础之上的。中国的汉族医药学与藏族、蒙古族以及所谓西医的区别都是历史上的生活环境和生活条件所造成的。在古代，它们的区别并不明显。但在李时珍的时代，西方医药学的发展已经出现了新的势头，李时珍则致力于一个古老的医药学体系的完善。
明代音律学方面的大师是朱载堉（1530～1610）。他因发明著名的十二平均律而闻名后世。朱载堉是明仁宗（永乐皇帝之子）庶子郑靖王的后代，是王族中有继承王爵地位权利的一个王子，但他对这一特权地位毫不留恋，却迷上了乐律学的研究。为此万历皇帝给他赠了写有“让国高风”的匾。古代的“三分损益法”，西汉人京房、隋代人刘焯的工作，尤其是南朝人何承天的工作等，是朱载堉工作的基础。何承天曾企图完善地解决这个问题，他把三分损益法计算后出现的差数平均地加到了12个律管上，给朱载堉的研究提供了一个基础。朱载堉在长期的钻研、实验和计算后终于成功地解决了这个问题。他找到了一个公比为122的等比级数，按照这个公比给出的级数使弦或律管上相邻两律的频比完全相等，并且使比基音高八度的音频正好比基音高出一倍，从而成功地发现了声音振动和弦的长度变化之间的一条规律。这是音乐史上的一件大事。朱的成就反映在他写的《乐律全书》中，这套全书包括13部著作，内容涉及乐律、算学和历法。
明代完全具有新特色的一个人物是徐霞客（名宏祖，1586～1641），他是纺织业最发达的长江三角洲地区的江苏江阴人。他的家乡是资本主义萌芽最为旺盛的地区，人们思想相当活跃。徐霞客与前述人物不同的是他从小便对科举入仕不感兴趣，而立志周游名山，考察地理。他的母亲甚至专为儿子缝制了一顶远游冠，并且是他归来时叙述异乡新事物的热情听众。他的著作《徐霞客游记》中最有价值的是对熔岩地貌的考察和研究。他大概是第一个用自己的钱财为资而献身地理地貌学的中国人。徐霞客没有为科举考试而去适应八股文的格式，所以，“他的游记读起来并不像是17世纪的学者所写的东西，倒像是一位20世纪的野外勘测家所写的考察记录”。
最后要提到的一个明代技术成就是计算技术方面的进步：1450年，浙江人吴敬积20年之功完成了《九章算法比类大全》，其中有许多新内容是关于商业数学的。另外，春秋时中国古人发明的筹算方法，在明朝时被新发明的算盘珠算法所全面取代。算盘在南宋时已经被民间的算学家所发明，元代的一些商栈中已经应用了算盘，元代末期陶宗仪在1366年写的《南村辍耕录》中有关于珠算盘的明确记载。明代商业和贸易活动繁荣以后，算盘算法便在全社会全面推广开了。在程大位（1533～？）于1592年写成的《算法统宗》中，595个应用题全不用筹算而用珠算解出。
中西合流的科学趋势
明朝建立后才一年（1369），麦加人马德鲁丁和他的两个儿子来到中国，精通天文的马德鲁丁被任为钦天博士。他的儿子马沙亦黑和马哈麻后来也任回回司天监之职，并翻译过《回回历法》和《明译天文学》。中国和阿拉伯世界的学术联系在明代相对削弱了，但并没有中断。
到明代后期，中国的科学技术已相对于欧洲落在后面，不过这一时期欧亚大陆西方和东方的学术联系也开始了。由于欧洲在1517年开始了路德领导的宗教改革，新教势力在各国蔓延，天主教会不得不采取措施应对。1534年，天主教信徒、西班牙贵族依纳爵·罗耀拉（1491～1556）创建了耶稣会，1540年得到罗马教会批准，开始派大批教士到世界各地传教，扩大天主教势力。一大批耶稣会教士来到了中国。这也正是欧洲科学革命兴起的时期（以哥白尼于1543年发表《天体运行论》为标志）。这些传教士大都是饱学之士，对欧洲当时发展中的技术成果和科学发现了解得很多。其中最早于1582年来到中国的意大利人利玛窦（1552～1610）带到中国的世界地图（《万国全图》）。就立即在士大夫阶层中引起了震动，中国人开始了解远西诸国的情况和五大洲，知道了中国在地球上的位置。
明朝的大科学家徐光启（1562～1633）正生活在这个时代。徐出生于上海一个小商人兼地主的家中，于42岁时在南京入了天主教，次年中了进士，在明朝宫廷任翰林院庶吉士，后来升为礼部尚书兼东阁大学士、文渊阁大学士等。徐的经历说明他是一个受到了欧洲文化影响的传统知识分子。他在科学上的活动也具有继承传统学术与接受欧洲学术两个方面，因而使他成了中国科学技术史上一个划时代的人物。
徐光启最重要的著作是《农政全书》。这本书大部分是转录先代人和同代人已经出版了的文献，他自己写的约占1／8，这是一部着力总结当时农业技术的汇集性著作，是中国古代十大农书中的佼佼者，也有相当高的科学史和技术史价值。书中记述了他自己将南稻北移、在北方培育优良稻种的情况。
徐光启在明朝宫廷当官时，有许多耶稣会的教士们来到北京活动，企图取得崇祯皇帝对他们传教活动的支持。徐光启这个已加入天主教的中国显官和他的同僚李之藻（1566～1630，浙江人，基督徒）等人对耶稣会教士们的自然科学知识十分感兴趣，因而与他们来往密切，推崇备至。当崇祯帝命令编写新的历法时，徐光启和李天经（1579～1659）聘请了龙华民、邓玉函（瑞士人，1621年来华）、汤若望（德国人，1622年来华）、罗雅谷（意大利人，1624年来华）等欧洲传教士参加，于1629～1634年编出了《崇祯历书》。在这本历书中，传教士们采用了第谷·布拉赫（1546～1601）的宇宙体系，介绍了托勒密的本轮—均轮系统，引用了哥白尼、伽利略、开普勒（1571～1630）等人的一些天文数据和资料，明确引入了地球的概念。但由于耶稣会教士们对哥白尼理论的偏见，他们没有讲到哥白尼的宇宙体系。另外，由于在开普勒于1609～1619年间发表太阳系行星运动三定律之前，他们中已有人离开欧洲来到了中国，也有人是在此期间或略后一些时间离开欧洲来到中国的，所以《崇祯历书》对开普勒的伟大发现也没有介绍，只译出了开普勒《论火星的运动》一书中的部分材料。但总的说来，《崇祯历书》已突破了中国传统天文学的范围，引入了许多新的概念，应用了一些新的计算方法，使中国已临近枯萎的天文学老树获得了新的水分和养料，有了抽出新叶嫩枝的可能性，甚至有了产生一次天文学观念革命的可能。在天文研究的同时，徐光启开始制造望远镜。望远镜是1608年由荷兰眼镜商汉斯·利佩希发明的。中国汉朝时有了用聚光镜取火的记载（王充《论衡》），明末苏州的制镜业已很发达。徐光启召集了一些民间巧匠，在他去世后，由后继的历局主持人李天经负责，安排人专门制造，望远镜出现了。
徐光启还开始了另一项比《崇祯历书》的编写更重要的工作。这就是他和最早来中国的耶稣会传教士利玛窦翻译出欧几里得《几何原本》15卷中的前6卷，这是中国最早正式翻译出版的西方科学著作，是通过通晓中文的利玛窦口译、徐光启笔述而完成的。除《几何原本》外，他们还合译了《测量法义》、《泰西水法》，徐还写了《测量异同》和《勾股义》。毫无疑问，这种最初的翻译没有任何字典可以查找，它全凭两位译者自己头脑中的知识。利玛窦为了翻译和西人学习汉语的方便，于1605年在北京出版了他写的《西字奇迹》一书，这是中国第一个拉丁字母的汉语拼音方案。徐光启在当时已经看出，几何原理“举世无一人不当学，窃意百年之后，必人人习之”。
