北宋時期，指南針的使用已經十分普遍，當時已掌握了利用天然磁體進行人工磁化的技術。人造磁鐵的磁性比天然磁體要穩定得多。同時，在指南針的裝置上也有很大的改進，即將磁針穿在燈芯草上浮於水面和放在指甲上、放在碗沿上、懸在絲線上。著名科學家沈括還發現磁針所指方向正南稍偏東的現象。這是關於地磁偏角的最早記載。

在宋代，特別是南宋時期，海外貿易空前發達。為了克服遠渡重洋的困難，保證航船安全，北宋末年已把指南針應用於航海之中。

宋代隨著採礦、冶金等部門手工業的發展和抗擊遼、夏、金戰爭的頻繁，火藥、火器的製造技術也提高到了一個新的階段。

北宋時汴京有專門製造火藥和火器的官營手工業作坊。宋仁宗時，由曾公亮主編的《武經總要》記載了以硫磺、焰硝（硝酸鉀）、松脂以及其它不同物質按一定比例和操作程序製成不同用途的火藥，這是世界上最早的火藥配方和工藝程序的記載。

北宋時，利用火藥製造的火器，主要是燃燒性的，隨後爆炸性的火器也大量製造和應用。到了南宋，更發明了管狀火器，如1132年（紹興二年）軍事技術專家陳規守德安（湖北安陸）時創造了火槍，把火藥裝在竹筒內點火噴射，這是射擊管狀火器的鼻祖。1259年（開慶元年），宋軍和蒙古軍在淮河一線作戰，壽春府（安徽壽縣）軍民創造了一種叫「突火槍」的火器，在竹筒內放置火藥後再安上子窠，用火藥的力量把子窠射出去，子窠類似子彈性質，用石子、鐵塊等製成。這是世界上最早的原始步槍。後來把竹筒改為鐵管或銅管。

自唐後期以來，雕版印刷術對於文化的傳播、普及和提高，起著越來越重要的作用。

北宋仁宗慶歷年間，布衣畢昇又在雕版印刷術的基礎上發明了活字印刷術。畢昇的這種發明，在印刷史上是個劃時代的技術創新，對世界文明有著重大的貢獻。