大工業是科學技術發展到一定階段的產物。第一次工業革命與經典力學的建立、蒸汽技術的進步聯係在一起。第二次工業革命則奠基於電磁學、現代合成化學、內燃機技術等新興科技之上。大工業的發展又反過來推動著科技的進步。它在為科學技術提供更強大物質手段的同時，也向科學技術提出了更多、更高的要求，為科技發展提供了動力。而科學技術進步和生產過程的日益複雜化離不開大量的科技和管理人才，因而對教育事業提出了新的要求。19世紀中期以後，特別是德意誌帝國時期，為了適應第二次工業革命為基點的高速工業化的需要，德國的科技發展和教育事業都出現了新的趨勢和變化。
一、科學技術的進步
帝國時期的高速工業發展，特別是基於第二次工業革命技術平台之上的電氣、化學等新興工業部門的建立和迅速擴張等，都與科學技術的進步有著密切的關係。在這一時期，人們不僅注重前沿實用科技的開發和應用，以滿足經濟發展的需要，同時也大力加強基礎科學的研究，以保證實用科學技術的持續開發能力和領先水平。到19世紀末20世紀初，德國已經成為“科學上的先導國家”。
（一）實用技術的進步和科學研究的領先地位
經濟發展中出現的各種新問題需要實際性的解決方法，實用技術的開發和應用因此出現了前所未有的繁榮局麵。在帝國時期，新技術的發明和運用幾乎涉及每一個重要生產領域。以采礦業為例，1894年出現的快速鑽機在開辟亞亨北部新煤田的過程中起了非常重要的作用。1902年在威斯特法侖出現的將凝固工藝運用於“不固定”山體的礦井建造技術，則有利於克服惡劣的地質條件，使可采煤礦區得到擴大。新的電氣化技術也在煤炭開采業中得到普遍使用。19世紀80年代，電力礦用鐵路開始投入使用。19世紀末，電動泵開始運用於礦井汲水，電動馬達驅動的通風機也取代了原來的蒸汽機。采煤工具中則出現了開采錘、簸動輸送機等各種新設備。這些新技術和新機器的投入使用，大大改善了采煤業的生產環境，提高了采煤效率。