汉代是我国科学技术发展的重要时期。天文学、历算、农学、医学、化学方面有很大进步。汉代人测定星辰，积累丰富知识。《史记·天官书》和《汉书·天文志》详细记载周天二十八宿的名称和部分。其名称和顺序与后世通行之说完全相符。东汉浑天说代表人物、著名科学家张衡，在西汉天文学家落下閎、耿寿昌等人创造的浑天仪基础上，设计了新浑天仪，其中星宿出没与灵台观象完全符合。又创造了侯风地动仪，以测定地震方位。秦汉沿用“颛项历”，因年代久远，日月差数无法校正。汉武帝命司马迁等人共造三统历(太初历)。西汉末，刘歆在理论上系统解释太初历。最晚到武帝时期，出现我国第一部算学著作——《周髀算经》。此书主张盖天论，记载用杆测影以求日高，认识了勾股定理。汉代最重要算学著作为《九章算术》，此书出于众手，长期修改、补充而成。为二百四十六算术命题和解法汇编。包括分数、比例、开平方、开立方计算方，以及二次方程和联立一次方程解法。提出负数概念和正负数加减法。标志中国古代数学完整体系的形成。在世界数学史上，也占有重要地位。西汉时期，农学已成为专门学科。《汉书·艺文志》著录农学著作九种。《氾胜之书》是我国历史上第一部完整农学著作。作者根据关中地区自然条件，细致探索了精耕细作的生产方法，总结出著名区种法。东汉崔寔《四民月令》所记农业技术经验也很丰富，为后人所取法。完整的中国医学体系，在汉代建立起来。西汉时写定的《黄帝内经》，包括《素问》、《灵枢》两部分，是我国最早一部医书。东汉出现的《神农本草》，是我国第一部完整的药物学和植物学分类著作。东汉末年，张机(仲景)、华佗是当时病理、医术造诣最高久负盛名者。张机博采众方，撰《伤寒杂病论》，为后世称为医圣，其书是医家重要经典。华陀精于外科，制成“麻沸散”，麻醉患者，以施手术。还创五禽戏，以锻炼身体。因西汉以来，铜铁冶炼、制陶、制革、染色、酿造等手工业发展，人们积累了丰富化学知识。东汉时魏伯阳根据炼丹经验，写成《周易参同契》一书，记载一些基本化学变化知识，为世界最古炼丹书籍，在化学史上有相当的地位。因劳动人民的长期实践，生产技术有很大进步。汉武帝时，创造发明农业生产工具已达三十种，其中包括耧车和耦犁。水工徐伯使用竖标测定漕渠路线方法，从长安依南山到黄河三百里复杂地形中，凿渠成功。东汉明帝时，王景治河，测量地形，开凿山阜，建造水门，取得很好功效。东汉时，还发明翻车(龙骨水车)。西汉时，在纺织手工业中，已有提花机出现，为当时世界上最先进织机。冶铁技术有新的提高。东汉时已采用多管式鼓风机。鼓风学动力除人、畜力外，已用水力，叫做水排。比较广泛地用煤作燃料，进行冶炼。植物纤维纸的发明，为汉代化学工艺的卓越成就。汉武帝时，出现名叫赫蹄的，以残丝制成的薄小纸。西安灞桥西汉早期墓葬中，发现用麻类纤维制成残纸，是世界上已知的最早人造纸片。东汉和帝时，宦官蔡伦集中前人经验，制造出更好的植物纤维纸。价格低廉，取代简帛，成为通常的书写材料。