宋朝時的科技已經到達了空前的高度，處於世界科技文化的領軍地位。除開東漢蔡倫所發明的造紙術以外，其餘的三大發明皆與宋朝有著千絲萬縷的聯係。這三大發明不單單是宋代科技發展的證明，更是人類社會進步的一大裏程碑。
戰爭中的大幫手：火藥
春秋戰國時期，硫黃與硝石便逐漸為人所用。隨著煉丹術的發展，唐朝時期，火藥已然成型。不過它的大規模運用，尤其是在軍事上的運用，卻是在宋朝。
公元1000 年，唐福與石晉先後向宋朝朝廷獻上火箭、火球以及火蒺藜等新型的火藥武器。四十四年後，曾公亮、丁度兩人在《武經總要》中首次公開了毒藥煙球、蒺藜火球、火炮等火藥武器的配方。如此一來，火藥的使用空間及生產規模便得到了極大的擴展。此後，北宋朝廷還特設了火藥作坊，皮火炮的日均產量一度高達兩萬支，而弩火藥箭的產量也可達七千之多。公元1161 年，宋軍開始廣泛運用投擲榴彈的弩機。
到了後期，宋朝甚至製作出霹靂炮、震天雷等爆炸型武器，這些武器在抗金戰爭中起到了舉足輕重的作用。公元1295 年，中國曆史上首支以竹筒裝火藥的突火槍問世。
航海好助力：指南針
指南針的原型“司南”早在戰國時期便誕生了，但是其真正的演變和運用卻是在宋朝。宋人先是發現，如果用鋼鐵在磁石上摩擦，那麽鋼鐵也會產生磁性，而且這種磁性比較穩定，不會輕易消失，人們用這種人造磁器製造了“指南魚”。“指南魚”用起來比司南要方便很多，它不需要光滑的地盤①，隻需要一碗水就可以了。其弊端在於如果沒有水，便無法製出指南魚，如果有風的話，也會影響它的工作。後來一位煉丹師又對指南魚進行了改造，發明了指南針。
①地盤：舊時所用的羅盤。