Со 2-й половины 14 в. развивались солеварение, смолокурение, поташное дело, металлургия. В конце 14 в. (1382) на Руси появились первые пушки, в начале 15 в. — башенные часы (в Москве, 1404, Новгороде, 1436, Пскове, 1477). Возобновилось строительство крупных сооружений, при котором применялись подъёмные механизмы (блоки, вороты). В качестве двигателей широко использовались водяные колёса. В Москве в конце 15 в. создан Пушечный двор, где в 1586 А. Чеховым отлита Царь-пушка, в 1534 основан Монетный двор, в 1563 — Печатный двор. В 16—17 вв. были открыты месторождения медных, серебряных, железных и других руд, начата их систематическая разработка. В конце 16 в. возникли первые мануфактурные производства (бумажные мельницы). В 17 в. работали Хамовный (полотняный) двор в Москве, железоделательные заводы в Кашире и Туле, стекольный и пороховой заводы под Москвой и др.
К концу 15 в. завершилось образование Русского централизованного государства. Шло постоянное освоение новых территорий, что стимулировало накопление знаний по отечественной географии. В результате многочисленных походов землепроходцев и рудознатцев были исследованы огромные пространства побережья Ледовитого океана, Сибири, Дальнего Востока. Совершались путешествия и за границу, особенно на Восток (см. Географические открытия; раздел История географических исследований в статьях Азия, Европа).
Многообразную деятельность по учёту и освоению новых земель, строительству, развитию военной техники и т.п. осуществляли с начала 16 в. органы центрального государственного управления — приказы, куда привлекались специалисты, как русские, так и приглашаемые из-за границы. В Разрядном приказе выполнялись картографические работы по России, создан «Большой чертёж» и первое географическое описание Русского государства — «Книга большому чертежу». Географические материалы хранились также в Приказе большого дворца и Посольском, где переводились книги с латинского, шведского, немецкого, греческого, польского и других языков (в частности, «Космография» Г. Меркатора); составлен «Устав ратных, пушечных и других дел...». С Аптекарским приказом связано развитие медицины; здесь разводили (в Аптекарском огороде) и изучали травы, изготовляли лекарства, переводили и создавали «лечебники» и «травники», обучали лекарей и аптекарей, в 1654 учреждена первая Врачебная школа. Естественнонаучный и технический опыт накапливался и в других приказах — Каменных дел, Пушкарском, Поместном и др. Приказы были первыми в России ячейками организации научно-технической деятельности.
В 15—17 вв. продолжали переписываться «Шестоднев», «Христианская топография» и подобные произведения. Но появилась и светская научная литература, чему способствовали еретические движения. Новгородско-московскими еретиками в конце 15 — начале 16 вв. переводились произведения арабо-еврейской литературы, в частности астрономической — «Шестокрыл» (6 таблиц движения Луны) и «Космография». С 16 в. распространялись популярные естественнонаучные энциклопедии для любознательного читателя — «Луцидарус», азбуковники. С конца 15 в. появляются первые практические руководства (рецепты приготовления чернил и красок), к 17 в. их число значительно увеличилось — была прикладная литература по военному делу, арифметике и геометрии, астрономии, горному делу, сельскому хозяйству, медицине и т.д. С середины 17 в. в Россию начали проникать с Запада достижения нового естествознания: были переведены «Анатомия» Везалия, «Атлас» Блау, в котором излагалась система Коперника, «Селенография» Гевелия.
Несмотря на известные достижения в накоплении и распространении научно-практических знаний, в России 17 в. почти отсутствовало естественнонаучное и техническое образование — существовали только Врачебная школа и ремесленное ученичество; в Славяно-греко-латинской академии естествознание по существу не преподавалось. Естественнонаучная литература оставалась рукописной.
Естественные и технические науки в 18 в. Экономические, военные и политические преобразования, начавшиеся на рубеже 17—18 вв., резко повысили потребность в специалистах, в научных и технических знаниях. Под руководством Петра I (при активном участии Я. В. Брюса, В. Н. Татищева, Ф. Прокоповича и др.) была проведена система мероприятий, способствовавших развитию специального образования в России: организованы специальные учебные заведения в Москве — Пушкарская школа на Пушечном дворе (1701), Школа математических и навигацких наук (1701), госпитальная медицинская школа (1707), Инженерная школа (1712); в Петербурге — Морская академия (1715), Инженерная школа (1719), медико-хирургическая школа (1733); на Урале — горнозаводские школы (с 1721) и др. В 1700 основана государственная горно-разведочная служба во главе с Приказом рудных дел (с 1719 — Берг-коллегия). В 1714 в Петербурге создан Аптекарский огород (с 1823 — ботанический сад) и основан первый русский естественнонаучный музей — Кунсткамера. По указанию Петра I при непосредственном участии Брюса было налажено издание научно-технической литературы: в 1703 вышли первый печатный учебник — «Арифметика» Л. Ф. Магницкого и «Таблицы логарифмов», в 1708 — первая набранная новым, гражданским шрифтом «Геометриа славенски землемерие. Приёмы циркуля и линейки» (перевод с нем. Брюса, отредактирована Петром I); выпускались многочисленные руководства (чаще переводные) по архитектуре, фортификации, артиллерии, кораблестроению, геометрии, астрономии и др. В 1722 вышло первое русское учебное пособие по механике «Наука статическая или механика» Г. Г. Скорнякова-Писарева. При новых учебных заведениях создавались библиотеки, в 1714 основана первая государственная библиотека (ныне Библиотека Академии наук СССР). При содействии Петра I и Брюса началось изготовление научных приборов и инструментов, в том числе оптических. В 1720—27 при Берг-коллегии организована химическая лаборатория.
Интенсивно изучалась территория страны. В 1699 адмирал К. Крюйс провёл инструментальную съёмку Азовского моря и Дона. В 1714—15 экспедицией под руководством А. Бековича-Черкасского составлена рукописная карта восточного побережья Каспийского моря, на основе которой К. Верден и Ф. И. Соймонов составили первую достоверную карту Каспийского моря (издана в 1720). В 1719—21 И. М. Евреинов и Ф. Ф. Лужин составили подробную карту Камчатки и Курильских островов. В 1720—27 состоялась экспедиция в Сибирь под руководством Д. Г. Мессершмидта; в 1725—30—1-я Камчатская экспедиция В. И. Беринга и А. И. Чирикова; в 1733—43—2-я Камчатская (Великая Северная) экспедиция (около 2 тыс. чел.), морской частью которой руководили Беринг и Чириков, сухопутной — И. Г. Гмелин и Г. Ф. Миллер (среди участников — С. П. Крашенинников и Г. В. Стеллер; см. в статьях Географические открытия, Азия, раздел История географических исследований). В 1734 И. К. Кирилов издал первый русский печатный географический «Атлас Всероссийской империи». Значительные географические труды принадлежат В. Н. Татищеву.
Интересы развивающегося государства требовали резкого повышения уровня подготовки специалистов и развития научных исследований. Для решения этих проблем в 1724 была учреждена Академия наук, которая совмещала функции научно-исследовательского учреждения и высшего учебного заведения (см. Российская академия наук). Деятельность АН сыграла большую роль в прогрессе отечественной науки, распространении научных знаний. Появились значительные исследования, основанные на атомистических представлениях о веществе, на принципе сохранения вещества и движения. Интенсивно разрабатывался математический аппарат механики, развивался эксперимент, систематически изучалась Земля, её флора и фауна. Целую эпоху в истории русской науки составила деятельность М. В. Ломоносова, органически сочетавшего широкий философский подход с решением конкретных практических задач. Труды Ломоносова охватили почти все отрасли знания, он оказал большое влияние на прогресс науки и образования в стране. Математика и механика развивались трудами Л. Эйлера, а также Н. и Д. Бернулли, Я. Германа, X. Гольдбаха, позже — С. К. Котельникова, С. Я. Румовского, И. А. Эйлера, Ф. И. Шуберта, астрономические исследования плодотворно вели Ж. Н. Делиль, Л. Эйлер, А. Д. Красильников, С. Я. Румовский, А. И. Лексель, П. Б. Иноходцев. Благодаря централизации и чёткой организации астрономо-геодезических работ Россия, не имевшая в начале 18 в. ни одной карты с градусной сеткой, к середине 18 в. располагала картами, основанными на астропунктах, число которых было больше, чем в других европейских странах. Физика развивалась трудами Ломоносова, Г. В. Рихмана, Ф. У. Т. Эпинуса, Л. Эйлера. Химия благодаря фундаментальным работам Ломоносова приобрела прочную научную основу. Разнообразные задачи технической химии решали Э. Лаксман, В. М. Севергин, Я. Д. Захаров, А. А. Мусин-Пушкин, оригинальные исследования провёл Т. Е. Ловиц. В результате академических экспедиций 1768—74 (П. С. Паллас, И. И. Лепёхин, С. Г. Гмелин, И. А. Гильденштедт, И. Г. Георги, Н. Я. Озерецковский, В. Ф. Зуев) был собран большой геологический, географический и биологический материал. С 80-х гг. началось составление геологических карт. В России работал К. Ф. Вольф, основоположник научной эмбриологии. Развивались микроскопические исследования (М. М. Тереховский, А. М. Шумлянский, Д. С. Самойлович). А. Т. Болотов заложил основы русской агрономической науки. Разрабатывались медицинские и организационные меры борьбы с инфекциями (Д. С. Самойлович); изучались демографические проблемы, выдвигались предложения по сокращению смертности, особенно детской, улучшению родовспоможения и ухода за новорождёнными (М. В. Ломоносов, С. Г. Зыбелин, Н. М. Амбодик-Максимович и др.).
