元朝时期，打通了亚欧大陆的交通，使得东西方的文明再次交流了起来。这个时代，中国的三大发明开始传播到了西方，促进了欧洲文明的进步。与此同时，阿拉伯、印度的文天知识、数学、技术等也大量传入中国。在东西方知识的影响下，中国的科技发展到了一个新的高度。
中国的传统科技主要以天文、医学、农学和数学为代表，本文就主要从这四大方面来简单介绍元朝科技的发展状况。
在天文历法方面，元朝之前的宋金两代已经到达了一个新的高度。元朝初期主要沿用金国的大明历，这种历法年代长久，已经出现了很大的误差。南宋的历法十分先进，已经将一回归年的时间精确到了365.2425天，但是采用了十九年闰月七的传统古法，误差也很大。而蒙古在西征的过程中逐渐认识到大明历的误差，于是试图制定一部新的历法。
这时候，阿拉伯历法大规模传入了中国。例如，阿拉伯来的扎马鲁丁为元朝制作了7种天文仪器，推动了中国天文学仪器和天文学观测的发展；阿拉伯的“弧三角法”也传入了中国，对中国天文计算影响很大。这给新历法的制定奠定了条件。
1275年，忽必烈下令制定新的历法，由许衡、杨恭懿、郭守敬等14个天文学家负责。1279年，元朝在全国设置27个观测站，这些观测站“东起高丽，西极滇池，南至占城，北尽铁勒”。郭守敬在吸收了一些阿拉伯的技术，改进了中国的传统仪器，为历法的制作做出了巨大的贡献。
1280年，历法制作完成，忽必烈取名为《授时历》。《授时历》是当时世界上最先进的历法。该历法在中国沿用了300年，是中国古代沿用时间最长的历法。《宋元文化大观》写道：“它作为我国古代传统历法发展的高峰，同时也是终结而载入史册”。该历法在中国传统历法的基础上，吸收阿拉伯、吐蕃历法的优势，实现了集大成。
元朝疆域广阔，地理学也得到了进步。1280年，忽必烈派遣女真人勘探了黄河源，证明了黄河发源于罗布泊的错误，这是历史上首次对黄河源进行勘探。在开凿会通河的过程中，郭守敬等元朝科学家进行了海拔测量，这是中国历史首次。1299年，元朝开始绘制全国性的地图，绘制出了《广舆疆里图》，地图北到黑龙江，南到海南，是中国古代第一幅比较完整的全国地图。
数学方面，元代发展到了中国古典数学的新高峰。宋元时期，数学领域出现了著名的“宋元四大家”，分别是秦九韶、李冶、杨辉和朱世杰，除了秦九韶之外，其他三人都是元朝人。其中朱世杰（1249年－1314年）的数学成就最高，他在金代天元术的基础上发展出“四元术”（四元高次多项式方程）以及消元求解的方法。他还创造了“垛积法”（高阶等差数列的求和方法）、“招差术”（高次内插法），被誉为“中世纪世界最伟大的数学家”。当时中国的数学成就远远领先于欧洲。
中国古代的计算工具有算筹和算盘两种，其中算盘是在元朝出现的。清代学者钱大听考证得出：算盘出现在元朝中叶，到元末明初时已被普遍使用。
农学方面，忽必烈非常重视农业，在建立元朝之后就下令全国官员必须劝课农桑，而且设置了司农司专门负责劝课农桑的事物。元朝官方总结了历朝历代的农业生产技术，“遍求古今农家之书”，编撰出了《农桑辑要》，这是中国现存最早的官修农书，也是“中国古代政府所编行指导全国农业生产的最早一部全面性大农书”。元朝统一后，王祯又综合南宋的农学，编撰出《农书》，第一次对所谓的广义农业生产知识作了较全面系统的论述，提出中国农学的传统体系。
王祯
在医学方面，蒙元帝国历来非常重视，设置了专门医户、医学。当时阿拉伯地区的多部医药典籍，包括阿拉伯医圣伊本·西那的《医典》传入中国，没药、硼砂、乳香、阿芙蓉等阿拉伯药材被应用于中医药学，推动了中药由汤剂向丸、散、膏、丹等剂型的转换。元朝将医学分为了十三科，比宋代的九科，金国的十科更加进步。至二十五年，元朝编成《本草》。
金国和元朝时期，出现了四大医学家，合称“金元四大家”，其中成就最高的朱震亨（1281-1358年）是元朝人，他创造了“滋阴派”，被誉为“集医之大成者”。回回的医学也传入了内地。当时的回回人忽思慧撰成《饮膳正要》，为中国现存第一部完整的饮食卫生和食疗专书。此外，窦默也是著名的医学家，是中国针灸史上的名家之一，后世产生了极深远的影响。
元代的手工业生产技术也得到了进步。在纺织业领域，黄道婆学习、改进了海南黎族的棉纺织技术，使得棉纺织崛起了，江南成为了中国纺织业的中心。印刷术上，王祯改进了木活字，成功地避免了宋代活字印刷的诸多缺点，大大推动了印刷业的发展。王祯还创造了可以自由旋转的轮形储字盘，提高了活字印刷的速度。元朝出现了套色印刷术，比欧早早170年。瓷器方面，元朝吸收阿拉伯的陶瓷技术，在中国传统的基础上烧制出了青花瓷；在酿造方面，出现了蒸馏技术，于是白酒开始登上了历史舞台。
在武器制造上，元朝的重型投石机得到了发展，并从阿拉伯一带引进了威力巨大的回回炮。火药方面，南宋时期的火药武器还比较原始，杀伤力有限。元朝继承和发展的金国的火药武器，出现了世界最早的火炮——铜火铳。元朝的《火龙经》也是中国第一部描绘地雷的书籍。
综上所述，元朝的科学技术都是非常发达的，可以说是中国最后一个领先于世界的时代。到了明朝，西方国家兴起于文艺复兴、科技革命，出现了哥白尼、布鲁诺、卡尔达诺、雷格蒙塔努斯、维萨留斯、塞尔维特、开普勒、笛卡尔、费马、哈维等科学家，近代科学已经诞生。而明朝因为长期海禁，导致中国开始落后于世界潮流。
