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宋朝在整个社会经济和文化推动下，科学技术得到了长足的进步，两宋的科技成就不仅成为中国古代科学技术史上的一个高峰，也在当时的世界范围内处于领先地位，推动人类文明发展的中国四大发明，在宋代得到改进并应用。提到两宋科学技术时，人们还常常提到科学家沈括（公元1031年-1095年）及其《梦溪笔谈》。英国李约瑟（公元1900年-1995年）博士把沈括誉为“中国整部科学史中最卓越的人物”，称其《梦溪笔谈》是“中国科学史上的坐标”。
下面简要介绍一下宋朝的十二大科技成就。
一、农业
宋朝时期，土地的开垦利用已形成一整套有效办法。人们因地制宜、千方百计扩大耕地面积，出现了圩田、淤田、沙田、葑田、架田、淙田、湖田、梯田等。农作物分布也有很大变化，在南方广为种植的水稻已向北方推广。“占城稻”、“黄粒稻”等成熟早、抗旱、籽粒饱满的优良品种，也相继从越南、朝鲜等国引进。同时荞麦、高粱的种植面积迅速扩大。
宋朝是我国植棉业发展的一个转折点。北宋时植棉区主要为闽广；南宋时植棉区已逐渐推广到长江和淮河流域，江南西路、两浙路和江南东路已广泛种植。
宋代最着名的农学著作是陈旉(公元1076年-？)于1149年完成的《陈甫农书》。全书3卷，22篇，1.2万余字；上卷论述农田经营管理和水稻栽培，是全书重点所在；中卷叙说养牛和牛医；下卷阐述栽桑和养蚕。这是隋、唐以来长江下游地区劳动人民在生产实践中积累起来的农业生产技术经验的总结，反映了唐宋时期水田耕作栽培技术的水平。在整地育苗、中耕除草、烤田和灌溉等方面都有论述，我国古代农业精耕细作的传统思想在此得以充分体现。宋朝的动植物谱录已大量出现，园艺业已高度发展。
二、天文
由于农业生产和历法制订的需求，统治者历来对天文学方面的研究比较重视，观测水平不断提高。宋代也不例外。
据《新仪象法要》记载，仅在公元1010年到1106年之间，北宋就进行过5次大规模的恒星位置观测。《宋史·天文志》中保存了测定二十八星宿位置的成果。《灵台秘苑》收载了包括有345个星官距星的入宿、去极度。公元1247年的南宋制造的苏州石刻天文图，面积8×2.5尺，刻星1430多颗。以北极为中心，绘有3个同心圆，分别代表北极常显圈、南极恒隐圈和赤道，28条辐射线表示二十八宿距度，还有黄道和银河。所有这些成果的取得，与当时天文观测仪器的高度发达是分不开的，我国古代传统的天文仪器漏壶、圭表、浑仪、浑象等在宋朝时期从技术工艺上都得到了最有效的改进。
对于上述那些天象仪，北宋沈括和元朝科学家郭守敬（公元1231年-1316年）提出减少环数的设计，浑仪和简仪就是这一设计下的杰作。苏颂（公元1020年-1101年）、韩公廉等人制成的大型水运仪象台，是利用一套齿轮系统在漏壶流水的推动下，使仪器经常保持一个恒定的速度，和天体运动一致，既能演示天象，观测天象，又能计时报时。
宋朝的历法中最具代表性的是宁宗庆元四年（公元1198）颁布的《统天历》。该历法由天文学家杨忠辅创制。它与现代所测数值只相差26秒（与元朝郭守敬编制的《授时历》的误差一样），而与现行的公历所采用的数据相同，比西方《格里历》的颁行早383年。但因推测日食等不验，《统天历》只使用到开禧三年。同年又造《开禧历》代替统天历，行用于世45年。
三、地学与矿业
地学的发展则是以图经形式编写地理着作为特点的。图经也在向地方志的方式过渡。据《宋史·艺文志》记载，宋代地方志共有100多种，附有地图的志称为“图志”或“图经”。全国总志中最着名的有公元976-984年间成书的《太平寰宇记》。它由北宋地理学家乐史（公元930年-1007年）编撰，全书200卷，所记以中国为主，兼及外域。同时还增加了不少有关人物与艺文的篇章，开创了地方志的新体例。
北宋王存（公元1023年-1101年）等编纂的《元丰九域志》在公元1068至1085年间成书。该书注重“当世之务”，对沿革所述不多，而对各地里数、城堡之名、山川水泽的情况记述详备。宋代郡县地方志保存至今的有20多种，许多地方志经历代续修，逐步积累，形成了丰富的地方资料。
由于这一时期中外交流往来频繁，对国际贸易的发展和文化的交流起了积极作用，对旅途实地考察与传闻的记述形成了许多重要的域外地理文献，如耶律楚材《西游录》、周去非的《岭外代答》及赵汝适的《诸蕃志》中有许多来自传闻的记述。现存西安和苏州的三幅宋代石刻地图，“华夷图”、“禹迹图”、“地理图”和“九域守令图”等极具价值和特色，是目前所见时间最早的画方地图，所绘河流及海岸线精确，代表宋代测绘地图的水平。地学的发展对矿物学及水利建设的发展和进步打下了良好的基础。
宋朝矿业事业的发展，以及人们对地质现象实地考察的风气，使人们对矿物和若干地质现象的认识与研究也比以前大有进步。公元1133年杜绾所着《去林石谱》3卷，记载石品116种。记录各种矿石产地、采法、产状、光泽、品评高下等，反映了人们对矿物认识的新水平，是当时出现的一部关于岩矿知识的着作。
四、医药
宋朝医药学在教育、理论、临症各科的诊断治疗、本草、局方等方面都有不同程度进展，使中国医药学进入了一个全面发展的新阶段。
宋朝统治者重视各种医药书籍的修订。公元973-974年，刘翰、马志等修成《开宝本草》21卷，载药物983种。公元1057年苏颂等人修成《嘉祐本草》2卷，载药物增达1082种，并整理成一部《图经本草》。唐慎微修纂的《经史证类备急本草》计32卷，收录药物1700多种，百病主治药、服药食忌例，以及药物畏、晋、须、使等，使人们对历代本草的源流和药物之配伍禁忌有一个概括的了解。明朝李时珍这样评价：“使诸家本草及各药单方，垂之千古，不致沦没者，皆其功也。”
宋朝已能将中医细分为九科：大方脉科、风科、针灸科、小方脉科、眼科、产科、口齿咽喉科、疮肿兼折病科、金镞书禁科。分科使诊病的针对性大大加强。宋代医学还有两件事是必须要提到的。一是宋慈（公元1186年-1249年）的《洗冤录》，是我国历史上第一部系统的法医学着作；二是王惟一(公元987年-1067年)的《铜人腧穴针灸图经》和针灸铜人。
五、数学
宋朝时期科学技术的各学科中，数学的发展较为突出。出现了秦九韶（公元1208年-1268年）的《数书九章》，李冶（公元1192年-1279年）的《测圆海镜》和《益古演段》，杨辉的《详解九章算法》和《杨辉算法》，朱世杰（公元1249年－1314年）的《算学启蒙》和《四元玉鉴》等。沈括在数学方面的贡献是他的“隙积术”和“会圆术”，为后人的研究奠定了基础。
六、火药
在《意外的技术革命：从炼丹到火药》章节已经提到大炮和火枪在宋朝的军事运用上相当成熟，这使得中国的科技遥遥领先于世界。
七、活字印刷
在《技术革命：印刷术》章节已经提到毕昇发明活字印刷术，在此也不多说。
八、指南针和航海
沈括在《梦溪笔谈》中记载了水浮针和磁针偏角。磁偏角的发现，西方直到1492年才由哥伦布发现，比沈括足足晚了400多年。人们对人工磁化方法和使用磁针的方法进行过深入探索，并取得重大进展，这导致了指南针的广泛应用。指南针最直接应用就是航海，使人们获得了全天候航行的能力，使人类能在茫茫大海上自由航行。许多新航线被开辟，航程缩短，极大地促进了各国人民间的文化交流和贸易往来，海运业迅速发展，造船技术也在宋朝达到鼎盛，指南针功不可没。可以说，指南针促进了航海的发展，航海也激发了指南针的进步。
九、土木工程
公元984年，淮南转运使乔维岳（公元926年-1001年）负责治理淮河，创建的二斗门，是复闸形式的运河船闸，从而提高了河运能力。该项发明也是世界首创，之后广为流传。在沈括的《梦溪笔谈》中，也提到了复闸的应用，并详细描述了应用该技术后效果。
十、冶金技术
宋朝研制出两项炼铁的革新。一种方法用来铸造次等的不均匀的钢；另一种是现代炼钢熔炉的前身，通过鼓冷风反复锻造，来达到脱碳的目的。公元806年到1078年期间，人均铁的产量增长了六倍，到公元1078年，年产量已经达到了1.27亿公斤。在十一世纪末期，发现可以用烟煤取代木炭。美国经济历史学家郝若贝（Robert Hartwell，公元1932年-1996年）指出中国12世纪的铁和煤的产量几乎与英国18世纪工业革命时期的铁和煤的产量相当。
十一、纺织技术
宋朝已经开始使用皮带驱动的纺织机。秦观（公元1049年-1100年）的著作《蚕书》中详细记载了缫车的结构、几个关键部件及用法，通过脚踏板产生动力，丝被缠绕在线轴上。
宋朝海南岛黎族妇女善织棉布，称“黎布”。宋末元初棉纺织专家黄道婆（约公元1245年-约1330年），又名黄婆、黄母，原松江府乌泥泾（今属上海市）人。幼时为童养媳，因不堪虐待流落崖州（今海南三亚），居约40年，向黎族妇女学习棉纺织技艺并有改进，总结出“错纱、配色、综线、挈花”的织造技术。元朝元贞年间（公元1295-1297年），返回故乡，教乡人改进纺织工具，制造擀（手摇脚踏式轧棉机）、弹（四尺长弓）、纺（三锭脚踏纺车）、织（脚踏织布机，包括平纹织机、提花机）等专用机具，织成各种花纹的棉织品。黄道婆引进先进的棉纺织技术后，松江府以及整个长三角地区一跃而为中国著名的棉花种植基地、棉布纺织中心。黄道婆对促进长江流域棉纺织业和棉花种植业的迅速发展起了重要作用，后人誉之为“衣被天下”的“女纺织技术家”。
十二、瓷器技术
宋朝是中国瓷器的鼎盛时代，出现了定、钧、官、哥、汝五大名窑。宋朝瓷器，以其古朴深沉、素雅简洁，同时又千姿百态、各竞风流的气象为中国劳动人民在世界工艺发展史上矗立起一座让世人景仰的丰碑。在2014年的香港苏富比的拍卖市场上，一件“北宋定窑划花八棱大盌”，引起激烈竞逐，最终以1.16亿元成交。
李约瑟在其著作《中国科学技术史》的导论提到：“每当人们在中国的文献中查找一种具体的科技史料时，往往会发现它的焦点在宋代，不管在应用科学方面或纯粹科学方面都是如此。”中国现代历史学家陈寅恪（公元1890年-1969年）也曾评论：“华夏民族之文化，历数千载之演进，造极于赵宋之世。”
