春秋：
在天文学、物理学、医学方面，春秋时期的中国在世界上处于领先水平。
形成于春秋战国时的阴阳五行之说，将整个世界包括天文都纳入五行体系。“天”不仅以天象，而且还以各种物象来显示“天命”，因此，人们要以各种符应去体察“天命”，改变了以往用民心去体察天命的方法。这些符应显示于“五德转”。显示于“五行之运”。天象的观察不但适用于国家政治，特别是异常天象，因为事关“天命”，更是备受重视。春秋战国时期，一些精巧的医疗技术被发明并在临床得到应用。《灵枢·四时汽》记载了中国医学史上最早的腹腔穿刺术。
战国：
战国时，杰出的天文学家齐人甘德有《天文星占》，魏人石申有《天文》。他们发现五大行星中的荧惑（火星）和金星（太白）有逆行现象，测定金星和木星的会合周期长度，并定火星的值星周期为一点九年，木星为十二年，与现代科学测定极为相近。石申对二十八宿距度和其它一些恒星什宿度的测量，是早期恒星定量观测的重大成果。后人将两人的著作合称《甘石星经》。战国时，关于二十四节气的划分和安排大致齐备，对农业生产起了重要的作用。秦朝实行颛顼历，以夏正十月为岁首，九月为岁尾。
战国时的《墨经》中，有许多几何命题，如两条并行线之间等距、三点共一直线，同圆的半径相等、矩形四角皆为直角等。发明了计算工具算筹，用十根小棍摆成不同的形状来表示数字，进行计算，大大加快了计算的速度，此外，光学八条也是墨经的重要成就。《考工记》中有分数的简单运算法和特殊角度的概念与名称。《周髀算经》的成书可能在汉初，但它是先秦测量学的经验总结，其中使用了相当繁复的分数算法和开平方法。
力学知识在《墨经》中也有很好的阐述。认为，力是人体所具有的使运动发生转移和变化的手段，指出杠杆平衡与两端的重量和力臂的长短都有关系，发现船的形体大小与其在水中下沉深浅有一定的均衡关系，是关于浮力原理的朴素表述。
魏晋：
马钧擅长机械应用，提升生产量，制作出水转百戏和失传的指南车，荣获“天下之名巧”的美誉。他改良汉代的织绫机，使织出花纹具立体感，能与蜀锦相媲美。改良汉末毕岚的龙骨车，发明出龙骨水车来灌溉较高位的农田。现在部分梯田仍在使用。他还将发石车改造成轮转式发石车，提升抛击量与速度。
诸葛亮为了方便在山地栈道运输，发明“木牛流马”。其构造历代文献有异，学者一般认定为独轮车及四轮车，目前未有确实答案。他发明可以连续发射十箭的连弩，又称“元戎”。另外，据说源自诸葛亮设计，用于传递信号的孔明灯，被公认为热气球的始祖；据《事物纪原》载，诸葛亮也最早制造出长枪的原形，长枪最后渐渐取代了长矛。
刘徽为数学家，他自幼对数学有兴趣，学习中国古代数学的重典《九章算术》。年长后于曹魏景元四年（263）著有《九章算术注》，借由自己的注解，使其容易了解。之后刘徽又著作《九章算术注》的第十卷，即《重差》（后称《海岛算经》），这使中国测量学达到登峰造极的地步。
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