在科學技術方面，中國歷史上沒有任何朝代達到像元朝那樣的居于世界領先集團之列的水平或程度.  
元朝的科學技術達到或取得很高的成就,，其中天文學,、數(shù)學，甚至醫(yī)學居于當時世界先進地位,。  
彼時,，領先于世界的阿拉伯與波斯科學技術傳入中國，原因恐怕在于元朝的帝國有實力征調(diào)大批阿拉伯,、波斯等地的科學,、技術精英前來中國。這些精英掌握著當時世界上最先進的科學技術。他們大多是伊斯蘭教徒,。這些伊斯蘭教徒和其他先前來華穆斯林一道,，與中國其他一些民族經(jīng)過長時間的融合，遂形成一個新的民族——回回,。回回把阿拉伯與波斯甚至希臘與羅馬的天文,、數(shù)學,、化學、地理,、醫(yī)學,、文學,、哲學,、歷史等各方面知識在中國加以傳播和介紹，其中尤以天文,、數(shù)學等科技圖書最多,。  

應該說這些人類文明成果，尤其是一些自然科學技術知識出現(xiàn)在元朝時期的中國,，具有特別的意義,。因為幾千年來，中國在傳統(tǒng)上一貫推崇“學而優(yōu)則仕”及“重文章輕科技”的思想,，例如締造天府之國的李冰父子,，遠遠無法與孔孟、朱熹等思想家或理學家,，以及蘇軾之類的文學家相提并論,。但是這種狀況卻在元朝卻有所不同。  

（1）天文學  

元朝的天文學具有濃厚的“吸收”色彩,，但是可以肯定地說,，在元朝，天文學方面的科學技術造詣是世界水平的,。元世祖忽必烈在尚未登基之前,，就征招“回回為星學者”。他們翻譯及帶來諸如托勒密的《天文大集》,，伊本·優(yōu)努斯（也譯做尤尼）的《哈基姆星表》（也譯作《哈基姆歷數(shù)書》）等天文學著作,。  

1260年,，元廷承金人舊制,，設立司天臺；1271正式設立回回司天臺，1312設立回回司天監(jiān),。后來還任用了一大批以札馬剌丁（又譯作扎馬魯丁,、扎馬剌?。榇淼奶煳膶W家管理此類工作。札馬剌丁等一批天文學家先后在這里工作,，為中國天文歷算的完善和發(fā)展做出了巨大的貢獻。  

這些天文學家們不僅帶來或使用一批先進的天文儀器（主要來自阿拉伯及波斯）,，而且還設計并制造了許多先進的天文儀器,。札馬剌丁自己制作的天文儀器有多環(huán)儀、方位儀,、斜緯儀、平緯儀,、天球儀、地球儀,，觀象儀等七種,。這些儀器,，當時在世界上是罕見的,。研究科學史的英國李約瑟博士在談及地球儀時說：“除公元前2世紀馬洛斯的克拉特斯古地球儀（已失傳）外，沒有比馬廷·貝海姆1492年的紀錄更早的人,?！笨墒窃R剌丁的地球儀卻誕生于1267年，比馬廷·貝海姆的記錄整整早了225年,！  

札馬剌丁的地球儀是球狀的,，體現(xiàn)了寰球這一科學概念與設想。這無疑對中國傳統(tǒng)的“天圓地方”觀念進行了勇敢的否定,，意義是非常深遠的,。  

天文學家（及水利和數(shù)學家）郭守敬設計、制造了簡儀,、仰儀和圭表等天文儀器,，比丹麥人第谷的同樣的儀器要早300年,。同時,，他主張以實際觀測為依據(jù),，在全國各地建立了規(guī)模龐大的天文監(jiān)測網(wǎng)[另外，郭守敬還設計,、制造了大型計時儀器——七燈漏（大明殿燈漏）,，該儀器是反映中國古代計時機械制造技術水平的代表作]。  

在歷法方面,，札馬剌丁依照阿拉伯歷法編制有《萬年歷》,；在此前后一段時間，尚有《回回歷》被使用,。《回回歷》其實是阿拉伯太陰歷,，即目前仍在使用的伊斯蘭教歷,。而王恂與郭守敬等合作,，在反復學習,、稽考《哈基姆星表》及其它資料的基礎上，于1280年編制完成一部著名的歷法——《授時歷》,。《授時歷》是我國古代最好的一部歷法,。在編撰《授時歷》的工作中,，王恂負責推演計算，郭守敬負責實際觀測和制作儀器,，另外還有許衡負責研究“天道”,?！妒跁r歷》以365.2425天為一年，與地球繞太陽一周的實際時間只有26秒的差距,，其準確程度相同于現(xiàn)行公歷,，但比公歷的使用要早300年左右?！妒跁r歷》自元以來一直延續(xù)使用了約360年,。  

（2）數(shù)學  

元朝不但是中國古代天文學發(fā)展的巔峰，而且還是中國數(shù)學的最后一個黃金時期,。中國人使用阿拉伯數(shù)字是從元朝開始的,。這些美妙的數(shù)字是元朝時期來華穆斯林贈與我們的禮物,。1957年，在西安元代安西王府遺址中,，考古隊員發(fā)現(xiàn)五塊鑄有阿拉伯數(shù)字撤離形鐵塊,，其中四塊出土時夾在鑿刻整齊的兩塊方石中。經(jīng)研究,，這是用阿拉伯數(shù)字排列的六六幻方,，其縱、橫,、對角線的數(shù)字之和為“111”,。上述遺跡是1273年修建安西王府時，作為奠基埋藏的,。  

元朝是繼兩宋中國數(shù)學濟身于世界水平的黃金時期,。中國數(shù)學家不但繼承、超越了以往的數(shù)學成就,，而且眾多來華穆斯林將先進的數(shù)學知識傳入中國,，使中國的數(shù)學研究在元朝有了質(zhì)的飛躍。  

1280年,，元代數(shù)學家及天文學家王恂與郭守敬等制訂《授時歷》時,，不但列出了三次內(nèi)插公式（“招差法”），還使用“垛壘,、招差,、勾股、弧矢之法”進行縝密計算,，其中將穆斯林發(fā)明的弧三角法應用于割圓術獲得“弧矢割圓術”（即球面直角三角形解法）最為稱奇,。  

1303年，《四元玉鑒》問世,。其作者數(shù)學家朱世杰將“天元術”推廣為“四元術”（四元高次聯(lián)立方程）,，并提出“消元”的解法；歐洲則在1775年由法國人別朱提出同樣解法,。朱世杰的另一項成就是對各有限項級數(shù)求和問題的研究,，而且在此基礎上得到高次差的內(nèi)插公式；在歐洲1670年英國人格里高利,、1676~1678年牛頓才提出內(nèi)插法的一般公式,。  

一般認為歐幾里德的《幾何原本》，其中的一部分是明朝的徐光啟在意大利人利瑪竇的幫助下翻譯并引進中國的(合譯《幾何原本》前6卷),，但是有學者（方豪,，《中西交通史》）認為，在此前的元代,，此書已經(jīng)被來華的穆斯林帶到中國,。  

14世紀中,、后葉明王朝建立后，由于科舉大興八股文模式并刪減數(shù)學內(nèi)容,，以及珠算盛行,，因此建立在籌算基礎上的中國古代數(shù)學便衰落了。  

（3）醫(yī)藥學  

在元朝,，中醫(yī)藥學有很大發(fā)展,，出現(xiàn)了金元四大學派，特別是中國與阿拉伯,、波斯等地密切而頻繁的交往,，不但大大促進了中國人的重大發(fā)明及中醫(yī)藥知識廣泛向外傳播，而且使得當時處于領先水平的阿拉伯及波斯醫(yī)藥學典籍被帶來中國并翻譯成中文,。阿拉伯式的芳香揮發(fā)劑,、滴鼻劑、露酒劑,、油劑與糖漿劑等已經(jīng)普遍得到推廣應用,。在元朝的秘書監(jiān)中，保存了不少阿拉伯人關于醫(yī)藥學方面的著作,。中國傳統(tǒng)醫(yī)藥學此時已經(jīng)深受這些外來醫(yī)藥學的影響,，特別是中藥學擴大了“中藥”的內(nèi)涵,，大量吸收,、使用由阿拉伯人、波斯人甚至印度人傳來的“海藥”,。元朝政府在太醫(yī)院下面專門設置廣惠司,，掌管回回醫(yī)藥事務；公元1291年先后在大都,、上都建立“回回藥物院”,。著名的“回回藥方”也是元朝時期從伊斯蘭國家傳來的。另外,，元末杭州穆斯林已經(jīng)開始設立比較正規(guī)的醫(yī)院為國人治病,。  

元時的中國，醫(yī)藥學在繼承傳統(tǒng)的基礎上出現(xiàn)了兼收并蓄,、互通有無的局面,，大大豐富了醫(yī)藥學知識的內(nèi)容。  

《回回藥方》（以下簡稱《藥方》）是中國大型綜合性回回醫(yī)藥學典籍（作者不詳）,，原有36卷,，少數(shù)殘存本現(xiàn)可見于北京圖書館。該書多以漢語書寫,，同時夾雜許多阿拉伯語與波斯語醫(yī)藥術語及漢語音譯,。僅以少數(shù)殘存本目錄就可以看出,，《藥方》是一部包括內(nèi)科、外科,、婦科,、兒科、骨傷和皮膚病等科,、內(nèi)容豐富,、具有中西合璧特色的醫(yī)學典籍；研究中國醫(yī)藥史的學者根據(jù)殘存部分推斷,，《藥方》約有藥方6000～7000首之多,，其價值與中醫(yī)古籍《外臺秘要》相當。  

4）元大都與“京通”大運河  

北京的歷史約有2000年以上,，然而今日的北京是在元大都的基礎上建立起來的,。馬可·波羅曾經(jīng)贊揚元大都說：“城是如此美麗，布置的如此巧妙,，我們竟是不能描寫他了!”  

就建筑學成就而言,，元大都堪稱享譽中、外的建筑學藝術瑰寶,。元大都城在技術方面的主持設計與參與建設者,，是來華穆斯林建筑學家亦黑迭兒丁。難以想象,，這位建筑學家竟能夠運用中國傳統(tǒng)的建筑學特色,，結合世界上先進的建筑學風格，設計出格局宏大,、規(guī)劃嚴整,，與自然和諧相融的元大都。參與元大都設計,、建設的,，還有一大批專家、學者,、能工巧匠,。全面地說，元大都是中華民族智慧與汗水的結晶,。元大都自1267年開工興建,，至1285年歷時18年建成（先前的金中都城址位于今北京城西南部蓮花池以東，元大都的新城建在中都舊城東北）,。  

除了一些伊斯蘭教清真寺與基督教堂之外,，元朝還在元大都興建了國子監(jiān)（孔廟）、白塔,、妙應寺,、白云觀等文化性和民俗性建筑,。  

元大都的經(jīng)濟繁榮同開鑿通惠河密不可分。史書記載當時元大都每年要從南方運進糧食百萬石以上,，多時高達300余萬石,。在通惠河開鑿之前，糧食從水路運抵通州后,，要轉(zhuǎn)經(jīng)陸路方能抵達元大都城內(nèi),。  

公元1291年，郭守敬指揮修建元大都至通州的運河,。從通州到元大都,，他設計七座水閘，這七座水閘彼此相距約半公里的地方,，又設計有斗門,。郭守敬就是通過水閘和斗門的關閉與開放，調(diào)節(jié)運河各段的水位高低,，引導船舶順暢通過,。工程竣工后，元世祖親自將這段164里長的運河命名為 “通惠河”,。通惠河是中國工程建設史上的杰作,，其運用的巧妙方法與現(xiàn)在國外一些運河采用的技術是基本相同的。宋濂編撰的《元史·志第十六河渠一》亦有記載,。  

通惠河使用之后,，前往大都的船只可由沿海進入河道，以及由大運河,，最后經(jīng)通州直達元大都城內(nèi)碼頭（即今天北京積水潭）,。這是北京歷史上第一次由完全的內(nèi)陸城市變成東方繁榮,、昌盛的大港,。黃仲文《大都賦》有“華區(qū)錦市，聚萬國之珍異,；歌棚舞樹,，選九州之秾芬”之寫照。  

元大都不僅是元朝的政治中心,，還是聞名世界的商業(yè)大都市,。從運河和陸路，都有大量商品進入這座大都市,。來自亞洲各國,、歐洲，以及非洲海岸的使者和商隊絡繹不絕,?？梢钥隙ǖ卣f,，如果沿著時間的縱軸把今天的北京在世界上進行橫向比較的話，不足百年的元大都,，是北京歷史上最輝煌的時期,。  

（5）刺桐港——“東方第一港”  

古代的泉州因環(huán)城大量種植由海外引進的刺桐樹而得名“刺桐港”。歷史上泉州的絲綢,、瓷器與銅鐵制品工藝先進,，質(zhì)量上乘，享譽海外,。公元684年（唐嗣圣元年）該地開始立州建置,，名曰武榮州，公元711年（景云二年）改稱為泉州,。  

自1087年北宋在泉州設置福建市舶司“掌蕃貨,、海舶、征榷貿(mào)易之事”以來,，至北宋后期,，海外已有31個國家和地區(qū)與泉州進行通商貿(mào)易，南宋則有58個,；而到了元代,，泉州與海外的通商貿(mào)易已涉足近百個國家與地區(qū)，至今屹立在泉州沿海的六勝塔,，就是當年引導航船進出的燈塔遺跡,。當時的刺桐港港口里船舶相連無邊無盡，巨宗貨物堆積如山,。元政府不但曾經(jīng)在泉州設置行省,，以加強和鞏固該地政治和軍事地位，而且在1281年元政府還做出規(guī)定：“商賈市舶物貨,，已經(jīng)泉州抽分者,，諸處貿(mào)易，止令輸稅,，不再抽分”,。這一極富開放性的政策使得泉州對于四海商賈頗具感召力，因而極大地促進了泉州的繁榮昌盛,，泉州也在此時贏得“東方第一港”之贊譽,。研究海上絲綢之路的專家學者考證，當時的刺桐港（泉州）是與埃及的亞歷山大港并列的世界兩大港口之一,。  

《泉州府志·城池》曰：“四海舶商諸番琛貢皆于是乎集”,。馬可·波羅在《馬可·波羅行紀》(即《東方聞見錄》)中寫到：“應知刺桐港即在此城……由是商貨寶石珍珠輸入之多竟至不可思議，然后由此港轉(zhuǎn)販蠻子境內(nèi)。我敢言亞歷山大或他港運載胡椒一船赴諸基督教國,，乃至此刺桐港者,，則有船舶百余……”  

（6）農(nóng)業(yè)  

“國以民為本，民以食為本,，衣食以農(nóng)桑為本”——《元史·食貨志》  

蒙古統(tǒng)治階級發(fā)源于草原游牧民族,，他們在進入黃河流域的初期，曾經(jīng)嘗試用自己原先擅長的畜牧業(yè)代替農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（后經(jīng)耶律楚材的勸阻而收斂）,，這是一種倒退現(xiàn)象,。  

但是在元朝入主中國，基本平定全境之后,，自元世祖時期即開始重視農(nóng)業(yè),，很好地制定了有利于農(nóng)業(yè)發(fā)展的政策，使得農(nóng)業(yè)水平有了很大的提高,。例如,，禁止圈占農(nóng)田為牧場，并派遣官員清理被侵占為牧場的民田,，按籍悉歸于民或聽民耕墾,；設立專管農(nóng)業(yè)的機構，派人到地方檢查農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（考核地方官吏政績的標準――“五事”的前兩個,，便是“戶口增,、田野辟”）；招集流民,，鼓勵墾荒,，并且免稅一年，第二年稅收減半,；組織軍民屯田,；建設水利（中央與地方分別設都水監(jiān)與河渠司），整治黃,、淮水系（當時黃河經(jīng)淮河入海,，經(jīng)常引起下游地區(qū)嚴重水患，元中央政府征調(diào)各地人力物力大力加以整治,，從而免除了水患）,。另外,，在通惠河開鑿之前,，元世祖已經(jīng)下詔命官員組織財力與人力鑿通通河，以改變隋代大運河的水陸并用,、迂回曲折的不合理走向,。  

王禎編著《農(nóng)書》一書有三十七卷（現(xiàn)存三十六卷），是中國古代一部對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行全面系統(tǒng)論述的偉大著作,。  

中國古代關于農(nóng)業(yè)方面的著作,，《呂氏春秋》與漢朝的《氾勝之書》（“氾”音同“范”）,，僅殘存片言只語，而后魏的《齊民要術》在系統(tǒng)性上也遠不如王禎的《農(nóng)書》,。  

《農(nóng)書》全書約有13多萬字與300多幅圖畫,，全文分為《農(nóng)桑通訣》、《百谷譜》,、《農(nóng)器圖譜》三大部分,。  

《農(nóng)桑通訣》包括對農(nóng)、林,、牧,、副、漁及水利等各個方面的綜合性論述,，提出“順天之時,、因地之宜、存乎其人”這一重要的農(nóng)耕思想,?！栋俟茸V》對各種農(nóng)作物的品種、特性,、栽培,、種植、收獲,、貯藏和利用等知識加以介紹,，尤其是王禎將農(nóng)作物分為谷、蔬,、果,、雜等6大類，堪稱中國農(nóng)作物分類學的奠基人,；此外作者對于植物性狀的描述,，也是此前書籍不曾有過的。而《農(nóng)器圖譜》則是《農(nóng)書》的重點部分,，該部分就田制,、倉廩、舟車,、灌溉,、蠶桑、織纖,、麻芒等20門類,，詳細介紹了257種農(nóng)業(yè)機械，而且配繪圖譜306幅并加以文字說明，其價值超過以往所有農(nóng)業(yè)機械書籍,，甚至中國古代后來在這方面的論述,，亦無超越王禎者。  
《天工開物》也是一部經(jīng)典,。  
元時中國棉花種植區(qū)域擴大,，尤其是南方棉花種植技術有了質(zhì)的飛躍并帶動了紡織業(yè)發(fā)展，黃道婆等對改進與創(chuàng)新棉紡織技術做出了巨大貢獻,。這些無疑對解決穿衣問題至關重要,。  

另外，紙幣開始在中國大量流通,，使包括農(nóng)業(yè)在內(nèi)的元朝的經(jīng)濟生活進一步繁榮,。  

（7）文學藝術與活版印刷術的改進  

元朝的戲劇空前繁榮，有《西廂記》,、《竇娥冤》等一大批影響深遠的作品相繼問世,。元朝小說創(chuàng)作也十分繁榮并波及此后的明、清兩代,。而元曲成為與唐詩,、宋詞并稱的中華優(yōu)秀文學遺產(chǎn)，涌現(xiàn)出諸如馬致遠,、馬九皋,、貫云石等散曲小令名家。  

元朝對中國音樂的主要貢獻是推廣回回樂器——興隆笙,、殿庭笙,、火不思、胡琴,。其中火不思（又譯“渾不似”）本是一種四弦的波斯彈撥樂器,。將火不思四弦改造成二弦并使之成為拉弦樂器，就是現(xiàn)在中國家喻戶曉的胡琴,。胡琴是中國最早的拉弦樂器,。雖然胡琴的歷史久遠，但是與現(xiàn)代樣式最為接近的胡琴出現(xiàn)于元代的中國,。自元代伊始,，胡琴這種伊斯蘭樂器便取代先前在樂器演奏中占主導地位的中國傳統(tǒng)樂器琵琶。后來的三弦也是在這兩種樂器的基礎上產(chǎn)生的,。至今,，胡琴、三弦更是廣泛應用于中國戲曲音樂之中,，成為所謂的“民族樂器”,。  

在活版印刷術方面,，王禎（同時還是農(nóng)學家）設計出木活字及轉(zhuǎn)輪排字架,，并于1298年用木活字排印《旌德縣志》,；其《造活字印書法》（附于《農(nóng)書》書末）是最早的系統(tǒng)性介紹活字排版印刷術的科技文獻