原子彈爆炸與原子能的利用
重核裂變與鏈式反應的理論和實驗為開發和利用核能準備了條件，同時，科學家們也看到了利用這種科學研究成果製造威力無比的戰爭武器的可能性。移居美國的匈牙利青年物理學家西拉德等科學家提醒美國政府和軍方重視原子能研究的重大意義。
1941年12月6日，在珍珠港事件的前一天，美國科學研究發展總局局長宣布了全力以赴製造原子彈的決定。1942年，盟國的原子能計劃進入了一個嶄新的階段，美國原子能研究的最高控製權也轉移到了軍政委員會。同年8月13日，研製原子彈的全部計劃為保密而取名“曼哈頓工程”。
製造原子彈武器在理論上雖已沒有疑問，從理論知識到工程實踐，從科學家的實驗室到製出實物還需要進行大量的應用研究、工程研究和生產工藝等方麵的研究，要解決許多極為複雜的技術問題，而且，需要大規模有組織的協作和投入大量的人力、物力和財力，這些在和平時期是很難想象的，而戰爭時代就不同了。戰爭的形勢促成美國研製原子武器，希特勒在歐洲的法西斯暴行迫使當時世界上許多最優秀的科學家雲集到美國，這些都構成了美國研製原子彈的優越條件。
1942年11月，芝加哥大學的操場上開始建立第一座核反應堆——“芝加哥一號”。該反應堆以天然鈾為核原料，以石墨為減速劑，用能夠隨時插入和抽出其中的鎘棒為控製器。鎘棒能像海綿吸水那樣吸收中子，可以對鏈式反應進行控製。12月2日，在費米（EnricaFermi，1901—1954）的主持下，世界上第一座核反應堆投入運行。下午3點20分，當最後一根鎘棒拖出來後，鈾核裂變進入自持階段，人工控製核鏈式反應取得了首次成功。雖然反應堆的全部輸出能量很小，但在核能開發和利用的曆史上，具有劃時代的意義。
1945年7月16日，在美國本土西部荒漠地帶第一顆原子彈試爆成功，爆炸力相當於2萬噸TNT炸藥。同年8月6日，美國在日本的廣島投下了一顆名為“小男孩”（代號瘦子）的鈾彈；8月9日，一顆名為“大男孩”（代號胖子）的鈈彈在日本長崎上空爆炸，兩座城市被夷為平地。原子彈的威力在客觀上加速了日本的投降，但令全世界更為震驚的還是它的破壞力。各國競相展開原子彈的研究：1949年，蘇聯爆炸了他們的第一顆原子彈，1952年、1960年，英國、法國的原子彈也相繼試驗成功。中國依靠自己的力量，也掌握了製造原子彈的技術，1964年10月成功地爆炸了第一顆原子彈。
原子核能在軍事上的應用，促進了原子能技術的發展並很快應用到民生事業上來。美國於1952年12月，進行了利用原子能發電的最初嚐試。1954年，蘇聯在奧布寧斯克建成了世界上第一座用濃縮鈾作燃料的石墨水冷堆核發電站，發電功率為5000千瓦。英國1956年則建成一座天然鈾石墨氣冷堆核電站，發電功率提高到6萬千瓦。核能的開發和利用為解決世界能源短缺大有裨益。
廣播技術的發展
1906年，美國物理學家、發明家費森登（R.A.Fessenden，1866—1932）研製出一台高頻無線電發射機，利用對無線電波的振幅進行調製的辦法，使調幅波可攜帶音頻信號。這一年聖誕節前夕的一個晚上，費森登用調幅波成功地實現了通過無線電波傳送語言和音樂的創舉。在幾分鍾的廣播中，播送了讀聖經、演奏小提琴的聲音，最後祝賀聽眾聖誕節快樂。而第一次收聽到無線電廣播的幸運聽眾是當時的新英格蘭少數船員。1910年，費森登在別人的資助下完成了一套無線電台裝置。
1913年，美國電工學家阿姆斯特朗（Armstrong，1890—1954）設計出再生式放大電路，1919年，他又設計出了超外差線路。這期間，人們對振**回路進行了許多改進。1916年，美國威斯汀豪斯公司的工程師康拉德（F.Conrad，1874—1941）建立了一個業餘無線電台，每周定期播音兩次。1920年11月2日，世界上第一座領有執照的電台，威斯汀豪斯公司的商業電台（KDKA電台）在匹茲堡正式開播了。這個電台開了商業廣播的先河，還以最快的速度報道了當時總統選舉的結果，引起社會公眾的重視。人們有收音機就可以收聽到各地的新聞報道，而電台也可以通過廣告大賺其錢，因此，美國的廣播事業得到了飛速的發展。
1921年，收音機已經大量普及，廣播器材與收音機製造業成為美國當時發展最快的工業部門。1924年，美國已擁有600多家商業性無線電台，1926年建立起全美國的無線電廣播網。20年代末至30年代初，聽廣播成為北美最流行的娛樂節目。澳大利亞、丹麥在1921年，蘇聯、法國、英國在1922年，德國在1923年，意大利在1923年，墨西哥、日本在1925年，都相繼建立了無線電台。到30年代，全球性的無線電廣播係統已基本形成。1927年，英國成立英國廣播公司。1928年，蘇聯把無線電廣播作為宣傳教育工具並用50種語言向國外廣播。1943年，美國建立“美國之音”電台，並開始向全世界的廣播。中國的第一座廣播電台建於1923年，是外國人辦的。中國人民廣播事業於1940年12月創建於陝北，延安新華廣播電台是中央人民廣播電台的前身。
無線電通訊和廣播最初使用的均是長波。第一次世界大戰中，美國就開始研究軍用短波通訊技術。軍事通訊的需要推動了廣播信息業的發展。1918年，波長70至150米的發射和接收設備研製成功，新一代電子器件也相應出現。之後，陸續發明了可產生波長為幾米的超短波的磁控管、適於超高頻的五極管、適於超短波放大和振**的速調管，產生了頻率調製技術。美國從1929年開始采用超短波通訊，30年代以後，無線電通訊已進入10米以下的超短波波段。
電視技術的產生
光電管的發明、陰極射線和無線電通訊研究的進展為傳播聲音和圖象的廣播技術——電視技術的產生準備了條件。電視技術是由靜止圖象的無線傳真發展起來的，而圖象的無線傳真又是基於19世紀中葉發明的有線傳遞技術。
1842年，英國人拜恩（A.Byng，1818—1903）發明了一種通過有線電信傳遞靜止圖象的機械掃描裝置。1856年，意大利的卡斯特裏利用這種裝置傳遞了文字圖形。19世紀末，美國人史密斯——電話發明人貝爾的助手，發明了硒光電池。1884年，德國科學家尼普科夫（1860—1940）發明了一種光電機械掃描圓盤，這種圓盤上有排列成螺旋線的洞孔，當圓盤在某一圖象前轉動時，圖象的明暗光線被依次掃描通過圓盤上的洞孔，射到硒光電池上，轉變為強弱不同的電信號，利用相應的裝置再將這些強弱不同的電信號轉變為明暗不等的光信號，按照原有的位置和次序把它們依次顯現出來，就形成了一幅與原先的圖象相似的畫麵。這種旋轉盤掃描式的傳播方式，為電視的發明奠定了基礎。1907年，俄國人羅金格（1869—1933）發明了一種可同時從上到下、從左到右掃描畫麵的機械裝置，並采用了陰極射線管，還使用屏幕顯示圖象。
英國人貝爾德（J.L.Baird，1888—1946）改進了尼普科夫等人的機械掃描係統，用30多條水平掃描線填滿整個畫麵，使用電磁鐵偏轉電子束的陰極射線管，試驗通過無線電播映電視圖象。1926年，他將信號從自己的實驗室通過電話線傳到英國廣播公司（BBC）的電台，電台用無線電波將這些信號播放出來，貝爾德在實驗室中又收到了自己播發出去的圖象。這是第一次成功的電視傳播示範。後來，貝爾德又進一步提出了加快畫麵變換速度的設想，在原來變換一次畫麵的時間裏變換畫麵三次，而且三次用三原色攝像，接收裝置也作類似的彩色處理，以傳播、接收彩色電視圖像。1928年，英國研製出機械掃描的閉路彩色電視係統。
20世紀20年代，美國也加緊了電視技術的研究。美籍俄國電子學家茲渥裏金（Zworykin，Vladimir Kosma 1889—1982）從20年代起就開始了對電子電視係統的研究。1923年，他取得了電子顯像管的專利，1928年，研究出高靈敏度的實用顯像管，1933年，他又研製成功可供電視攝像用的光電攝像管，實現了電視攝像與顯像完全電子化的過程。
1936年8月，英國廣播公司在亞曆山大宮建立電視台，同年11月2日正式播出電視節目，被視為世界電視事業的開端。電視節目從此進入了人們的家庭。50年代，黑白電視在各國逐漸推開；1954年，彩色電視廣播在美國誕生。電視逐漸成為使用最廣泛的新聞手段，深刻影響著人們的生活方式和思想方式。
迅速發展的雷達技術
1924年，英國物理學家阿普頓（E.V.Appleton，1892—1965）證實了電離層的存在後，人們便試圖利用電磁波測量電離層的高度，即向電離層發出不連續的“電磁波”，通過記錄發出波到電離層反射回來的時間，來推算電離層的高度。一次，英國人在進行這樣的實驗時，空中偶然有飛機飛過，電磁波受到了幹擾，於是，實驗人員從中受到啟發，發現了雷達的原理。
1931年到1933年，因軍事防空的需要，英國科學家開始研製雷達，即探測來自飛機的無線電反射波的裝置。1935年，英國國立物理所無線電研究室主任沃森瓦特（Robert Watson-Watt，1892—1973）研製成第一部使用1.5cm波的飛機探測雷達裝置——CH係統。在臨近第二次世界大戰爆發的1938年，英國已在其東海岸建立起了防空警戒雷達網。英美的雷達技術在第二次世界大戰中一直保持優勢，在反潛艇、防空以及對敵空襲中大顯身手。而德國的雷達技術則相對落後，以至在戰爭中幾乎沒有發揮什麽作用。雷達成為盟軍在對德作戰中取勝的重要因素之一。戰後，先進的雷達技術在航天、航空、航海等方麵發揮了重要作用。
噴氣式飛機的誕生
飛機的發明是20世紀初的事。人類飛行史上的第一架飛機是美國的萊特兄弟[W. Wright （1867—1912）和O. Wright（1871—1948）]研製並試飛成功的。在第一次世界大戰之前，飛機已經開始作為先進技術納入軍事裝備的行列。1909年，美國成為第一個擁有軍用飛機的國家。奧佛（O. Wright）設計製造了第一架可進行軍事偵察的飛機。
第一次世界大戰後，飛機的動力裝置不斷得到改進，特別是增壓發動機、渦輪增壓發動機和變螺距螺旋槳等新技術的采用，使飛機的性能有了很大的提高。第二次世界大戰中，飛機的時速已達250千米，高度可達7000米，續航能力超過1000千米。要想進一步提高飛機的速度，活塞式發動機已無能為力。特別是音速，成了活塞式飛機無法突破的屏障。飛機向大型化、載重化發展，需要巨大的動力裝置，這也是活塞式發動機無法辦到的。在這種需求下，渦輪噴氣發動機誕生了。不久，噴氣式飛機問世。
噴氣式飛機研製成功，意義十分重大，它標誌著航空工業進入了一個新時代。噴氣式發動機的設想早在1906年就已提出。1928年，英國皇家空軍學院的弗蘭克·惠特爾（Frank Whittle，1907—1996）發表了闡述空氣推進的論文，隨後提出了把燃氣渦輪用於噴氣推進的方案，並很快設計出了噴氣推進發動機。但在當時並未引起有關部門的重視。直到第二次世界大戰爆發前夕，噴氣式飛機才進入了激烈競爭階段。在這一輪競爭中，意欲發動侵略戰爭的納粹德國搶得頭籌。1939年8月，德國研製成以渦輪噴氣發動機作動力的He-178噴氣式飛機。
飛機在戰爭中發揮了作用，戰爭又促進了飛機的革新、改進和發展。兩次大戰之後，軍用飛機在轉向民用航空方麵，都發揮了很大的作用。第一次世界大戰之後，美國最早使用飛機橫跨大陸郵遞信件，並將軍用飛機改為民用。19世紀20年代末至30年代初，許多國家相繼建立了民用航空公司。民航的建立和發展，為交通運輸業注入新活力，也極大地改變了交通運輸業的麵貌和人們的出行方式。第二次世界大戰以後，軍用噴氣式飛機得到迅速發展，同時，也開始研製民用噴氣式客機。在研製民航客機方麵，率先取得成功的是英國。1949年，英國德·哈威蘭公司研製出第一架噴氣式大型客機。“彗星一號”，可乘坐80人，載客容量成倍提高，飛機時速超過800千米，高度可達1萬米。從此，製造大型噴氣式客機的序幕拉開了。
火箭的發明與運用
現代火箭技術是從19世紀末開始發展起來的，其重要標誌是**火箭的產生。用**燃料的火箭和噴氣式飛機幾乎是同時出現的。**燃料火箭的設想是俄國的奇奧科夫斯基（1857—1935）首先提出的。1903年，他在《利用噴氣工具研究宇宙空間》一文中提出火箭飛行和火箭發動機的原理，闡述將火箭用於星際交通的可能性，並提出**燃料火箭的思想和原理圖。文中還說明了火箭由地麵起飛和在星際空間飛行的條件，並指出，必須設置地球衛星式中間站，才有可能飛向其他行星。因此，奇奧科夫斯基被譽為“宇航之父”。
最初製成火箭的是美國人戈達德（R. H.Goddard，1882—1945）。1901年，他曾撰寫了一篇關於太空航行的論文，並從1908年開始研究火箭原理，試驗各種火箭燃料，從理論上闡述了液氧和液氫是最好的化學燃料。1918年，他成功發射了自己研製的固體燃料火箭。1930年至1935年間，他又試驗發射了多枚火箭，高度達到2500米，時速超過1000千米。到1945年為止，戈達德共取得了包括固體、**火箭推進器和多級火箭技術在內的214項專利，對美國火箭技術的發展作出了卓越貢獻。
早期遙感技術
早期遙感技術是通過空中攝影和儀器掃描獲取地麵信息的方法。要進行空中攝影和儀器掃描，必須有一個空中裝置作裁體，用以安置照相設備或掃描儀器。這種空中裝置被稱為遙感平台。具體的說，風箏、氣球、飛艇、飛機都可以用作遙感平台。早在1858年，圖納裏恩利用升空幾百米的氣球，成功地拍下了巴黎“鳥瞰”照片；1909年，意大利的成爾伯·賴特在飛機上拍攝了第一張航空照片。這些空中攝影可視為遙感技術的開端。
遙感技術的發展，給交戰國雙方都造成了很大威脅。這一點又促使各國開展對偽裝技術的研究，想方設法給對方的遙感儀器造成信息錯判。而偽裝技術的研究，反過來又促進了遙感技術的提高和發展，促進了新的反偽裝遙感儀器的研製。遙感紅外相機的出現就是一例。
第二次世界大戰後，遙感技術在軍事、經濟、資源探測等方麵繼續得到廣泛應用。火箭、人造衛星等現代遙感平台和相應現代遙感儀器的出現，使遙感技術在人類生活中發揮的作用越來越大。