明朝科技發達，是當時世界上最頂尖之一，特別是與農業、手工業、商業等密切相關的許多新產品、新技術不斷湧現，農學和醫學都得到了長足發展。除了傳統科技外，明朝末期，西方傳教士已經開始在傳教的過程中將阿拉伯天文學和歐洲科技介紹進來，許多“洋科技”和“洋玩意”的出現，為傳統科技發展注入了新的活力。
李時珍修《本草綱目》
李時珍，字東璧，又字可觀，晚號瀕湖山人。蘄州(今湖北省蘄春縣西南)瓦硝壩人。出生於正德十三年(1518年)，逝世於萬曆二十一年(1593年)。他是我國卓越的藥物學家，也是當時世界最偉大的科學家之一。李時珍出身於世醫家庭，父祖三代為醫。祖父是一個走街串巷行醫的“鈴醫”。父親名言聞，字子鬱，號月池，博通經史，以醫為業，既具有豐富的診病治病經驗，又深通藥學，曾充太醫院吏目。
著述有《四診發明》八卷、《醫學八脈注》、《人參傳》二卷、《蘄艾傳》一卷，另有《痘疹證治》、《四言舉要》等若幹種。
李時珍從小受家庭影響，加之自幼體弱多病，很早就對中醫藥學感興趣，“好讀醫書”，常隨父兄進山采藥，懂得不少藥草知識。但在科舉盛行的明代，由舉業成名而步入仕途才是正道，所以在父親的督促下，李時珍自幼誦習儒家經典，學習製藝。嘉靖十年(1531年)，在父親陪同下赴黃州府試，中秀才。後來，又曾三次赴武昌鄉試，三次落選。拜理學名家顧日岩為師，發憤讀書十年，同時鑽研醫學。嘉靖二十一年(1542年)，李時珍開始正式行醫，致力於中醫與中藥的研究。他一邊潛心研究前人的醫學著作，一邊診病辨證，積累經驗，幾年後，已儼然成一時名醫。
有一年，家鄉遭遇洪災，大水退了以後爆發了疫病。生病的都是沒錢醫治的百姓。李家父子倆十分同情窮人，雖然自己家中也不富裕，但窮人找他們看病，他們都悉心醫治，不計報酬。老百姓認為他們醫術高明，品格高尚，十分感激他們。李時珍刻苦研究醫術，博覽群書。我國中醫博大精深，自漢朝有人寫過一本《神農本草經》以後1000多年，不斷出了許多新的醫書。李時珍利用為王公貴族看病的機會，閱讀了不少王公貴族家的藏書，因此，他的知識越來越豐富，醫術也越來越高明了。
李時珍的聲名遠播，使四處百姓都慕名前來求醫。一次楚王的兒子得了抽風病，楚王府的醫官都束手無策。聽說李時珍是當時名醫，楚王馬上派人把李時珍請到王府。李時珍一看病人的臉色，再按了按脈，認為孩子的病是腸胃引起的。
他開個調理腸胃的藥方，楚王的兒子一吃藥，很快病就痊愈了。楚王大喜，再三挽留李時珍在楚王府。不久之後，正碰上朝廷征攬人才，楚王為了討好明世宗，就把李時珍推薦到北京太醫院去。明朝太醫院是專為宮廷服務的醫療機構，可惜當時的官場腐敗，被一些庸醫弄得烏煙瘴氣，而明世宗對真正的醫學並不重視，卻迷信一批騙人的方士，在宮裏做道場、煉金丹，想憑這些辦法使自己長生不老。李時珍在太醫院呆了一年，就辭職回家了。
辭去了太醫職位的李時珍一身輕鬆，遊曆了許多名山勝地，四處采摘草藥。他閱讀了大量古代醫書，但是經過臨床實踐發現，古代的本草書籍“品數既煩，名稱多雜。或一物析為二三，或二物混為一品”。特別是其中的許多毒性藥品，競被認為可以“久服延年”而遺禍無窮。於是，他自己開始進行實踐研究，決心重新編纂一部本草書籍，糾正前人的謬誤。他的足跡遍布祖國大江南北，除家鄉湖北外，他還到過江西、江蘇、安徽等很多省份。後人以“遠窮僻壤之鄉，險探嶽麓之華”的詩句，形容他遠途跋涉、四方采藥的生活。
李時珍每到一地，就虛心地向各式各樣的人物請教。不僅僅是醫生或采藥者，還有種田的、捕魚的、砍柴的、打獵的，大家熱情地幫他了解各種各樣的藥物。比如芸苔，本是常用的藥材，但它的屬性和特點，始終存在疑惑。《神農本草經》說得含糊，各家注釋也搞不清楚。李時珍詢問了一位種菜老人，在他指點下，又察看了實物，才知道芸苔實際上就是油菜。這種植物，頭一年下種，第二年開花，種子可以榨油，於是在他的《本草綱目》中就一清二楚地注解出來了。
李時珍非常注意觀察藥物的形態和生長情況。為了能仔細觀察到毒蛇的原生態，李時珍置危險於度外，到處尋找。在捕蛇人的幫助下，他近距離觀察了毒蛇，並看到了捕蛇、製蛇的全過程。由於這樣深入實際調查過，後來他在寫《本草綱目》的時候就得心應手，說得簡明準確。同時，李時珍了解藥物，並不滿足於走馬觀花式的調查，而是一一采視，對著實物進行比較核對。
這樣弄清了不少似是而非、含混不清的藥物。武當山五龍宮產的“榔梅”，被道士們說成是吃了可以長生不老，人們把它稱作“仙果”。宮廷的貴族都把它當作寶貝一樣，要地方官吏年年進貢，並且禁止百姓采摘。李時珍不信道士們的鬼話，要親自采來試試，看看它究竟有什麽功效。為了弄清真相，他冒著危險，攀登懸崖峭壁，采到了一顆榔梅，帶回家鄉。經過他詳細研究，才知道那種果子隻不過像一般梅子一樣，有生津止渴的作用，是一種變了形的榆樹的果實，並沒有什麽特殊功效。
本著嚴謹的治學態度，李時珍腳穿草鞋，身背藥簍，帶著學生和兒子翻山越嶺，訪醫采藥，足跡遍及牛首山、攝山、茅山、武當山等大山名川，走了上萬裏路，傾聽了千萬人的意見，參閱各種書籍800多種，前後曆經27年，終於在他61歲那年(1578年)寫成了《本草綱目》一書。
《本草綱目》共16部，52卷，約190萬字。全書在前人基礎上增加藥物374種，共計1892種，其中植物1195種；收錄古代藥學家和民間藥方11096則；書中附藥物形態圖1160幅。這部偉大的著作，對曆代本草著作去粗取精，去偽存真，糾正了以前的許多錯誤，補充了不足，並有很多新發現和突破。是到16世紀為止我國最係統、最完整、最科學的一部醫藥學著作。
全書如此浩瀚廣博，如何分類檢索便成為關鍵的問題。而李時珍最大的貢獻之一，就是他不僅成功解決了藥物的檢索問題，而且還提出了他對植物分類學方麵的新見解，以及具有啟蒙意義的生物進化發展思想。李時珍打破了自《神農本草經》以來，傳統的上、中、下三品分類法，把藥物分為水、火、土、金石、草、穀、菜、果、木、器服、蟲、鱗、介、禽、獸、人共16部，包括60類。每藥標正名為綱，綱之下列目，綱目清晰。書中還係統地記述了各種藥物的知識。包括校正、釋名、集解、正誤、修治、氣味、主治、發明、附錄、附方等項，從藥物的曆史、形態到功能、方劑等，敘述甚詳。尤其是“發明”這項，主要是李時珍對藥物觀察、研究以及實際應用的新發現、新經驗，這就更加豐富了本草學的內容。
《本草綱目》不僅在國內具有深遠的影響，對世界影響也很大。早在成書不久的公元1607年，這本書就傳入日本，並被多次翻刻，供人們學習、研究，以至於很快出現了不同的研究學術派別。這本書也很早就傳人琉球、朝鮮和越南。十八、十九世紀，《本草綱目》又開始受到歐洲人的注目，被譯成英文、德文、拉丁文、法文、俄文等文字出版。
李時珍於1593年逝世，享年75歲。李時珍逝世後遺體被安葬在故鄉蘄州城東。時至今日，蘄州一帶的中醫每年清明都要到墓地拜祭李時珍，當地許多人認為，把他墳頭的青草采回家中可以消災滅病。李時珍一生著作甚豐，除了《本草綱目》之外，還有《瀕湖脈學》、《奇經八脈考》、《脈訣考證》、《五髒圖論》、《三焦客難》、《命門考》等。他不僅是一位藥學家，也是一位醫學家。在醫學上，從基礎理論到臨床，他都在前人的基礎上有新的發展。他的《瀕湖脈學》在晉人王叔和《脈經》24脈的基礎上又新增述了3種脈，使中醫脈象增至27種，並對每一種脈象作了形象的描述，大大普及了脈學知識，提高了醫學臨床學的質量。直至近代，這本書仍被視為中醫學最重要的教科書。他的《奇經八脈考》揭示了奇經八脈病機辨證的基本情況及規律，從而使中醫學的經絡學說成為係統、完整的獨特理論體係的組成部分，至今仍在中醫學術上占有重要的地位。他的《五髒圖論》、《命門考》、《命門三焦客難》是通過自己的長期研究，對中醫脈象學上許多曆來爭議頗大的問題發表自己的見解，對中醫脈象學做出了獨特的貢獻。《瀕湖醫案》與《瀕湖集簡方》是方術醫案專著，是他臨床實踐的成功的記錄，也是我國早期的著名醫案專集、著作。
徐光啟撰《農政全書》
徐光啟，字子先，號玄扈。嘉靖四十一年(1562年)出生於南直隸鬆江府上海縣(今上海市)一個商人兼小地主的家庭。較為富裕的家境使他能接受良好的教育，而對農事活動的接觸又為他以後寫作《農政全書》打下了基礎。
徐光啟的青少年時期，家道中落，家境比較清貧。父親經商失敗，帶著母親、妻子在家務農，種植蔬菜、棉花，過著淡泊的生活。徐光啟從小受家庭環境的影響，也愛好農事活動，學習之餘常到菜圃、農田幫助鋤草、鬆土、間苗。萬曆九年(1581年)，徐光啟到家鄉附近的金山衛應試，一路上，他無心山湖風光，而是注意觀察、訪問沿途農家的各種生產勞動情況和經驗，還特地到鬆江烏泥涇瞻仰黃道婆的祠廟--黃母祠祭拜，表達了他對這位教育農民紡紗織布的勞動婦女的敬仰。這次應試，他考中了秀才。從此，徐光啟走上了“學而優則仕”的道路：可是，他參加三次鄉試，均以落第告終。為了謀取生計，徐光啟隻好在家鄉講學授徒，做了教書匠。在授課之餘，他把對農業知識的興趣，用到閱讀《齊民要術》、《農桑輯要》之類的古代農書上，把所學到的知識與農業生產實際相結合，改良植棉技術，還試種北方蕪菁(又名大頭菜)，均取得了良好的效果，由此，徐光啟也獲得了大量的農業知識。
萬曆二十五年(1597年)，三十五歲的徐光啟再次參加鄉試，結果以鄉試第一名的成績送走了他的青年時代。這一時期，徐光啟雖然沒有擔任什麽官職，還是個教書匠，但是因社會地位(主要是功名)的改變，交遊越來越廣，外國傳教士亦在他的交往之列。萬曆二十八年(1600年)，他來到南京，結識了意大利傳教士利瑪竇。一席交談，遂成知交。雙方都十分佩服對方的學識與遠見，也大大打開了雙方的眼界。到萬曆三十一年(1603年)，當徐光啟再度來到南京時，他便由利瑪竇洗禮，加入了天主教。
萬曆三十二年(1604年)，徐光啟考中了進士，成為翰林院的庶吉士，全家遷居北京。徐光啟原以為到了翰林院，便可以施展抱負，報效朝廷。他對國家政治的弊病提出了許多改革的意見，但是萬曆皇帝沉溺於酒色，不理朝事，聽不進任何意見。
正在此時，利瑪竇已到北京朝見見過皇帝，並獲準在京城居留傳教。
從萬曆三十四年(1606年)開始，徐光啟便和利瑪竇密切交往，向利瑪竇請教自然科學方麵的知識。徐光啟痛切地感到中國知識分子在科舉製度和儒學的影響下，死記經書教條，學術空疏，脫離實踐知識，一心隻想升官發財，導致中國科學技術停滯落後。
於是他決心把所學到的西洋自然科學知識介紹開去，便開始與利瑪竇合作，翻譯了歐幾裏得的《幾何原本》前六卷。在翻譯過程中，徐光啟虛心地聽利瑪竇的講解，認真細致地繪圖、筆記，反複訂正修改。萬曆三十五年(1607年)，定稿刻印出版，成為中國曆史上第一本從西洋翻譯過來的數學用書。
此外，徐光啟還和利瑪竇合作，翻譯了《測量法義》、《測量異同》兩部應用幾何學著作。徐光啟還單獨翻譯了水利科學著作《泰西水法》。
天啟年間，魏忠賢專權，徐光啟因與魏忠賢政見不合，被罷官閑居。崇禎皇帝即位後，徐光啟東山再起，被任命為禮部左侍郎，不久又被提升為禮部尚書。這時，徐光啟已是年過花甲的老人了，可是他壯心不已，建議開設曆局，修訂曆法。崇禎皇帝聽取了徐光啟的建議，任命他為監督，聘請傳教士龍華民、湯若望、羅雅穀等人共同修訂曆法。在修訂曆法的工作中，他作風嚴謹，遇有差錯，必查明原因，並親自參加觀測、驗算等具體工作。經過多年的艱辛勞動，終於編成了百餘卷的《崇禎曆》。
但是，作為一名著名的學者、科學家，徐光啟的重要功績不隻是介紹西洋科學知識和修訂曆書，更重要的是他編寫了《農政全書》，用科學的方法，總結了中國傳統的農業知識和生產經驗，並吸收西方科學技術，使該書成為一部總括農家諸書的農業科學巨著。
徐光啟作為地主階級的有識之士，他看到了明朝末年政治的腐敗，國家力量的衰落，曾經提出富國強兵的政治主張。他認為農業是衣食的來源，國家富強的根本，他指出：“一定要以務本(農業)來使國家富足。”他對封建政府官員不治理農政，儒士不講論農學，百姓不能專於農業的現象異常不滿，因而積極提倡“農本”思想，注重農業知識，並親自種植農作物，探索發展農業生產的經驗。《農政全書》的編纂，可以說反映了徐光啟的“農本”思想，也寄托了他的政治主張。所以，他以畢生的精力，付出了大量的努力，最後才將此書編纂完成。
《農政全書》共分60卷，約70萬字。從篇幅上說，這本書是北魏賈思勰《齊民要術》的7倍，是元王禎《王禎農書》的6倍。全書分12門：農本(介紹經史典故、諸家重農雜說)、四製(介紹井田、區田及土地利用等)、農事(研究營治、開墾、授時、占候及預測天氣之變化和年成豐歉)、水利(介紹我國西北及東南地區的水利、灌溉、水力利用和泰西水法)、農器(介紹作物栽培及糧品加工等用具)、樹藝(介紹穀類、蔬果的栽培)、蠶桑(介紹栽桑、養蠶)、蠶桑廣類(介紹棉、麻、葛的栽培與加工)、種植(介紹竹木及藥用植物的栽培技術)、牧養(談禽、畜、魚、蜂等的飼養方法)、製造(介紹食品加工和日常生活中的某些常識)及荒政(談如何防荒、救荒)。書中絕大部分材料是從220餘種古代及當代文獻中輯錄來的，自己撰寫的文字大約隻有6萬餘字。所以，陳子龍稱徐氏《農政全書》是“雜采眾家，兼出獨見”，而時人對徐氏的自著文字則極其推崇，以為“人間或一引先生獨特之言，則皆令人拍案叫絕”。由此可見，《農政全書》是一部融前人經驗與個人研究、實踐的成果於一體的農業科學巨著。
從內容上看，《農政全書》包括農政思想和農業技術兩大方麵。他主張用墾荒和開發水利的辦法來發展北方的農業生產，力圖從根本上改變南糧北運的局麵，從根本上革除漕運弊政。另外，他提出對災荒“預弭為上，有備為中，賑濟為下”，應以預防為主。在農業技術方麵，他破除了中國古代農學中的“唯風土論”思想，說明通過試驗可以使過去在某地被看作是不適宜的作物得到推廣種植。另外，他提高了南方的旱作技術，推廣甘薯種植，總結栽培經驗，總結蝗蟲災害的發生規律和治理蝗災的辦法。
徐光啟的農學著作除了《農政全書》以外，還有《吉貝以》、《甘薯疏》、《農遺雜疏》等專業性論著。萬曆三十六年(1608年)，長江下遊大水，農業歉收。徐光啟聽說東南沿海有新引進的甘薯可充饑，於是決定在上海試種，但難以藏種越冬。在《甘薯疏》中，他提出了好幾種在長江流域甘薯藏種越冬的方法，並記述了用甘薯釀酒的方法。
《吉貝疏》專門談棉花在我國的傳播和栽培。他寫這些書，都是為了在中國推廣這些作物。可惜這幾種專著都已失傳，所幸書中的基本要點都收集在《農政全書》中了。
徐光啟除了是一位出色的農學家，還是一位重要的天文曆法學家、數學家和軍事家。萬曆二十一年(1593年)，在韶州任教的徐光啟認識了郭居靜，這是他第一次和傳教士接觸。萬曆三十一年(1603年)，徐光啟在南京接受洗禮，加入天主教。時值西方耶穌會人士紛紛來華，經過長期試探，西方傳教士們認為通過傳播科學知識，可以達到更好宣傳宗教的目的。徐光啟則認為傳教士的學問“略有三種，大者修身事天，小者格物窮理，……而餘乃巫傳其小者”，又認為“其教必可以補儒易佛，而其緒餘更有一種格物窮理之學”，值得中國人借鑒。徐光啟向傳教士們學習科技知識，其中包括天文、曆法、數學等。萬曆三十四年，徐光啟與傳教士利馬竇合作翻譯古希臘數學家歐幾裏德的數學名著《幾何原本》的前六卷，又譯《測量法義》，開翻譯西方科學著作之先河。萬曆四十年(1612年)，又與傳教士熊三拔合譯《泰西水法》，介紹西洋各種水利機械及各種水利工程作法。除了翻譯《幾何原本》外，他在數學方麵的成就還包括對中國數學在明代落後的原因的研究以及對數學應用的廣泛性的論述。作為天文曆法學家，徐光啟的主要成就是主持曆法的修訂和編譯《崇禎曆書》。古代曆法是用來“授民以時”的，計算精確與否關係重大。明代先是實行《大統曆》，實際上是元代《授時曆》的繼續。天長日久，已有嚴重誤差。崇禎二年(1629年)，禮部奏請開設曆局，以徐光啟督修曆法，當時協助的既有中國人如李之藻，也有傳教士，如熊三拔、湯若望等。改曆工作雖然因明王朝的很快覆亡而沒有完成，但徐光啟在天文曆法方麵的成就仍可於《崇禎曆書》的編譯及他為改革曆法所寫的各種奏疏中窺見一二。
晚明積貧積弱，頗受倭寇及後金的侵擾，一貫視天下為己任的徐光啟自然也會把部分精力放在軍事科學技術的研究上。在“安邊禦虜”的思想指導下，他為國選兵、練兵，撰寫了諸如《選練百字訣》、《選練條格》、《練藝條格》、《束伍條格》、《形名條格》、《火攻要略》、《製火藥法》一係列條令和法典，供軍隊急用。
徐霞客著《徐霞客遊記》
徐霞客，名宏祖，字振之，別號霞客，南京常州府江陰縣(即今江蘇江陰縣)人，生於萬曆十四年(1586年)，卒於崇禎十四年(1641年)，終年五十六歲。
徐霞客祖上世代都是大地主，因而使他能夠結交當時的許多名流學者，從小接受良好的封建教育。家中藏書豐富，使他有機會博覽古今史籍等書籍。他自幼聰慧過人，過目成誦，落筆成章。青年時代的徐霞客，曾想走科舉之路，但由於應試不第，從此不求仕宦，專心讀書。他對於古人的軼事傳說、金石碑文等，無不瀏覽；對於曆史、地理、遊記一類的書籍，則最為喜歡，而且越讀越多，興趣愈來愈濃，並深深地被書上所描繪的壯麗山河所吸引。同時，他也發現過去的山經、海記、地誌中的一些記載，由於缺乏實地調查，錯誤不少。於是徐霞客決心走出書齋，投身到大自然的懷抱，進行實地考察，探索大自然的奧秘。他對友人說：“大丈夫應該朝遊碧海，暮到蒼梧，怎麽能一輩子局促於海疆一隅！”從二十二歲起，徐霞客就外出旅行，踏上長期而艱苦的野外考察征途。
母親知道兒子的心事，鼓勵他外出闖**，還給他縫製了一頂遠遊冠。有了母親的熱情支持，徐霞客堅定了決心。萬曆三十五年(1607年)的初春，22歲的徐霞客衣冠整齊，身背行裝，踏上了外出旅遊的征程。被譽為“江南明珠”的太湖成了他一生漫長路途的第一站。那湖光瀲灩、一碧萬頃的景色讓初出茅廬的徐霞客大飽眼福。他遊覽了斜插在太湖中的西山和東山，滿懷內心的喜悅回到了自己的家鄉。隨後又遊覽了洞庭山、天台山、雁**山、泰山、武夷山和北方的五台山、恒山等名山。每次遊曆回家，他跟親友談起各地的奇風異俗和遊曆中的驚險情景，別人都嚇得說不出話來，他母親卻聽得津津有味。
徐霞客基本上每年都出遊考察，前後曆時30餘年。他北至燕冀，南涉閩粵，西北直攀太華之巔，西南遠達雲貴邊陲，足跡遍及中國17個省份。即現在的江蘇、浙江、山東、山西、陝西、河南、河北、內蒙古、安徽、江西、福建、廣東、廣西、湖南、湖北、貴州、雲南等地。徐霞客能夠多年在外旅遊考察，這和他母親的大力支持是分不開的。他母親曾多次激勵他說：“誌在四方，男子事也。”
她甚至在自己70歲高齡之時，還滿懷豪情伴同徐霞客遊覽了荊溪、勾曲(今江蘇宜興一帶)。自己誌存高遠，家庭鼎力相助，徐霞客不畏寒暑，克服艱難險阻，終於把中華大地名山大朋盡收眼底，真可謂“飽嚐河山美，收盡天下奇”。徐霞客在那個應舉成風的時代，不入世俗，以考察大自然為己任，確實是亙古第一人也。
徐霞客一生的遊曆，大致分為兩個階段。萬曆三十五年(1607年)至崇禎八年(1635年)為第一階段，這一階段每次出遊的時間較短，所遊地方均為交通便利之處。崇禎九年(1636年)到崇禎十三年(1640年)為第二階段，這一階段是他遠遊的階段，在外長達四年，他從浙江經江西、湖南、廣西、貴州至雲南，然後由雲南經四川後返回故裏。徐霞客在廣西和雲南旅行的路線最長，考察的地點最多，這一階段的遊記也最有價值。
徐霞客早年的旅遊，主要是登名山、遊古跡，偏重於搜奇覽勝，諸如泰山、嵩山、華山、恒山、黃山、五台山、盤山、廬山、天台山、雁**山、武夷山、羅浮山以及九鯉湖等名山大川均有他的足跡。
徐霞客的旅行考察生活十分艱苦，他不避風雨，不畏虎狼，不求伴侶，“以性靈遊，以軀命遊”，許多所至之處皆為人跡罕至的窮鄉僻壤。在旅途中，曾兩次遇盜，四次絕糧，數次出生入死，幾度陷入絕境。但是，徐霞客仍然百折不撓地進行科學考察。為讓自己的見聞能夠流傳後世，徐霞客在旅途中把當天見到的、聽到的都詳細記錄。不論白天如何勞累，環境如何艱苦，徐霞客的著述從未間斷。即使露宿野外時，他也點燃鬆枝在火把的照耀下堅持寫作。他死後，他的好友季夢良把他的日記編成一本《徐霞客遊記》。
《徐霞客遊記》全書分為十卷，卷又分上下，實際可看成二十卷，約四十萬字。遊記寫得文字質樸，不加雕飾。明末清初學者錢謙益稱之為“世間真文字”，是一部以清麗新奇的散文體裁寫成的科學文獻，既是文學名篇，又是重要的地理學文獻。
《徐霞客遊記》更高的價值，還在於它是一部科學巨著，其中大部分是關於西南和邊疆地區的考察記錄或專題論述，特別是對石灰岩溶蝕地貌的記載，內容豐富多彩，記述翔實精確，具有很高的科學價值，是世界第一部詳細描述和研究石灰岩地貌的重要文獻。
《徐霞客遊記》的自然地理內容十分豐富。在河流水文的觀察和推斷方麵，徐霞客認為河床坡度的大小與河流距海的遠近有關。書中還論說了地下水壓力的原理，認為泉水向上噴出，是由於它的上遊有一個較高的“水頭”，這是符合現代科學原理的。
《徐霞客遊記》還記述和論證了河流的侵蝕作用。徐霞客不僅認識到河流衝蝕兩岸可以把山嶺侵蝕成崖壁和岬角，而且還進一步指出，河流的急流向凹岸侵蝕，使崖壁崩坍，而凸岸則流速較緩，地勢較平。對於不同地區的岩石性質，該書也作了描述。本書還記載了一些特殊的地質地理現象，例如對於硫磺礦等均有較詳細的記錄。
《徐霞客遊記》最重要、最有地學價值的內容，是對中國西南地區石灰岩地貌的描述和研究。在這本遊記中，徐霞客用了五分之四的篇幅描寫和探索我國西南地區石灰岩地貌。石灰岩地貌在國外被稱為“喀斯特地貌”，石灰岩堅硬，不像花崗岩那樣容易風化形成土壤，但卻容易被水溶蝕。溶蝕作用和伴隨的機械作用使岩石裂變成許多峻峭的山峰，叫做峰林或石林，因而形成美麗奇特的自然風景區。徐霞客對這一地貌特點作了生動逼真的描寫，如“錚錚骨立”的石山和“攢出碧蓮玉筍世界”的峰林等。所有這些記載，都足以說明徐霞客不但是中國有計劃有係統從事這項工作的首創者，而且是世界上研究石灰岩地貌的先驅者。《徐霞客遊記》也是我國甚至世界上最早的研究石灰岩地貌的科學文獻。
此外，徐霞客對浙閩地區動植物、蝴蝶泉的物候和積雪、雲南湖泊的分布等各種記載，也是研究曆史時期自然地理的珍貴資料。
宋應星與《天工開物》
宋應星，字長庚，江西奉新縣人。生於明萬曆十五年(1587年)，出身書香世家。曾祖宋景是弘治十八年(1505年)進士，曆任山東參政、山西左布政使、南京工部尚書、兵部尚書、都察院左都禦史，是明朝中期的重臣。祖父早逝，父親不甚得誌，家境逐漸地蕭條了。
宋應星幼年穎悟，“數歲能韻語，及操製藝，矯拔驚長老”。又有過目成誦的本領，自幼很受師長喜愛。“稍長即肄力十三經傳，於關閩濂洛書，無不抉其精液脈絡之所存。故自周、秦、漢、唐及龍門、《左》、《國》，下至諸子百家，靡不淹貫，又能排宕淵邃以出之”。
萬曆四十三年(1615年)，宋應星與長兄應升赴省城南昌參加乙卯科鄉試。在一萬多名考生中，宋應星名列第三，應升列第六，時冬稱“奉新二宋”。此後屢試不第，終於斷絕仕進之想。崇禎八年(1635年)，宋應星任江西袁州府分宜縣學教諭。十一年(1638年)，升任福建汀州府推宮，崇禎十三年辭官回鄉。十六年(1643年)，又出任南直隸風陽府毫州知州，次年辭官回奉新。這一年，李自成攻陷北京，明亡。南明時，曾薦授宋應星官職，均推辭不就任。入清後拒不出仕，隱居讀書課子，約於康熙(1662-1722年)初年去世，年近八十。
明代的農業、手工業很發達，資本主義萌芽不斷滋長，促進了我國科學技術的長足發展。一方麵，迅速聚積起來的生產知識和技術經驗有待作出總結；另一方麵，比家庭手工業規模更大的手工業工場要求運用科學知識、先進的設備、低廉的消耗和較高的勞動生產率來組織生產。社會的需要，加之客觀的可能，使宋應星寫出了一部足以使他永垂不朽的著作--《天工開物》。
《天工開物》是一部科學技術著作，最早刊刻於崇禎十年(1637年)。全書分上、中、下三卷，又細分乃粒、乃服、彰施、粹精、作鹹、甘嗜、陶埏、冶鑄、舟車、錘鍛、燔石、膏液、殺青、五金、佳兵、丹青、曲蘖、珠玉十八章。以“貴五穀而賤金玉”為原則，把農業放在前麵，次以與手工業生產有關的各章，而把與國計民生無大關係的珠玉放在最後。
上卷六章，多與農業生產相關。《乃粒》主要論述稻麥黍稷及粱粟麻菽等糧食作物的種植栽培技術以及有關生產工具，包括各種水利灌溉機械。《乃服》介紹養蠶、繅絲、絲織、棉紡、麻紡、毛紡等的生產技術以及所用工具、設備及操作要領。《彰施》介紹各種植物染料和染色技術，對藍靛的種植及藍靛的提取和從紅花中提取染料的過程敘述尤其詳細，又涉及不同顏料及配色及媒染方法。《粹精》講稻、麥等的收割、脫粒、磨粉等用的工具及技術。《作鹹》敘述海鹽、池鹽、井鹽的產地以及製鹽方法。《甘嗜》介紹甘蔗的種植、製糖的技術及工具，兼及蜂蜜與飴糖；中卷七章，多為工業技術。《陶埏》介紹建築用磚瓦及日常所用陶、瓷器製作技術及工具，如景德鎮的製瓷技術。《冶鑄》重點介紹銅鍾、鐵鍋、銅錢的鑄造方法及工具，包括失蠟法、實模法及無模鑄造三種，是我國傳統鑄造技術最詳盡的記錄。《舟車》介紹船舶、車輛的結構、用材、駕駛方法。《錘鍛》敘述金屬鍛造工藝，大到萬斤鐵錨，小到繡花針，以及其他各種生產工具。《燔石》介紹石灰、硫磺、礬石的燒製及采煤技術。
《膏液》介紹各種油料作物及其榨取方法、製蠟技術。《殺青》專論紙的種類、原料及用途，介紹造紙工藝及設備；下卷五章，《五金》論各種金屬礦的開采、洗選、冶煉及分離技術。《佳兵》介紹各種冷兵器及火藥、火器的製造技術。《丹青》專論製墨技術及製顏料的方法。《曲蘖》記述酒母、紅曲等的原料、配比、產品用途。《珠玉》專論珍珠、寶玉、寶石的采掘以及加工技術，兼及瑪瑙、水晶和琉璃等物。書中既有大量確切的數據，又繪製了123幅插圖，展示各有關的生產過程。除個別部分屬於引用他人的著述之外，絕大多數內容都是作者經過實地的觀察研究所得，忠實地總結和記載了我國古代農業、手工業生產技術等各方麵的卓越成就。這是一部百科全書式的巨著，它具有極重要的科學價值。
尤為難能可貴的是，宋應星常能發前人之所未發，言前人之所未言，把許多先進的科技成果用技術數據作定量的解說，把生產技術中的訣竅、關鍵技術指出來。比如談水稻種植技術，用浸種法育秧時，“秧生三十日即拔起分栽”，否則會導致減產。另外，“凡秧田一畝所生秧，供移栽二十五畝”，即秧苗田與本田的比例應是1：25。又如談到采煤，“初見煤端時，毒氣(瓦斯)灼人。有將巨竹鑿去中節，尖銳其末，插入炭中，其毒煙從竹中透上，人從其下施蠼拾取者。或一井而下，炭縱橫廣有，則隨其左右闊取。其上支板，以防壓崩耳”。以竹筒將瓦斯引上地麵和用支板支撐礦井頂部以防坍塌，都是采煤過程中既簡便有效又經濟的做法。
《天工開物》在崇禎十年(1637年)正式刊行後，產生了廣泛的影響，並很快傳到日本、朝鮮。十九世紀，《天工開物》又被摘譯成法文、意大利文、俄文、英文、德文。二十世紀七十年代，英文全譯本在美國出版，更使該書獲得世界各方麵的讚譽。
除《天工開物》之外，宋應星還著有《觀象》、《樂律》、《源耗》、《卮言十種》及《野議》、《畫音歸正》、《雜色文》、《春秋戎狄解》、《思憐詩》、《美利箋》等。現存的僅《天工開物》、《野議》、《思憐詩》及《卮言》中的《論氣》和《談天》，共五種。
《論氣》是探討自然科學中的一些基本理論問題的著作。其中的《氣聲》篇專門討論聲學問題，包括影響聲調的各種條件、聲速、聲音的傳播媒介決定聲強的因素等問題。他認為，聲是氣的運動，“兩氣相軋”或“以形破氣”引起氣動而成聲，以不同的形式破氣便產生不同的聲音。聲音的大小、強弱取決於形和氣間衝擊的強度。同時，他還指出聲音傳播的介質是空氣(這時的歐洲學者們還在為聲音的傳播介質到底是空氣還是其他什麽微粒子而爭吵不休)，聲音的傳播有一定的速度，而其傳播的方式就如同石頭擊水產生的水波那樣向四周擴散。可見，他已經有了“聲波”的初步理論概念。
成書於崇禎九年(1936年)的《野議》可以看作是宋應星的又一具有代表性的著作。這是作者的一部政論集，計有《世運》、《進身》、《民財》、《士氣》、《屯田》、《催科》、《軍餉》、《練兵》、《學政》、《鹽政》、《風俗》、《亂萌》十二篇，集中反映了作者的政治思想和經濟思想。作者是想通過這本書來影響朝廷施行變革，以挽救晚期社會所麵臨的政治、經濟、軍事危機，使國家轉危為安，由亂而塗。書中不少議論擊中時弊、革新方案切實可行。
《思憐詩》是作者的詩集，藝術性與思想性方麵均有可觀。著名中國科技史研究者英國人李約瑟博士曾盛讚宋應星為“中國的狄德羅”(法國著名的百科全書式人物)，日本人三枝博音說宋應星《天工開物》是“中國有代表性的技術書”，看來都不是溢美之辭。