С позиций средневековой схоластики, все природные явления были установлены Богом и действовали в соответствии с его волей. В то же время, опираясь на опыт, люди знали, что есть возможность воздействовать на природные явления. Например, с древних времён было известно, как выплавлять различные металлы, готовить смеси для скрепления камней при строительстве, делать некоторые яды и лекарства. Смешивая разные вещества при заданных условиях, люди получали нужные новые материалы. Подобные действия в Средние века воспринимались как осуждаемое церковью колдовство, поэтому зачастую проводились тайно. Область знаний, связанная со взаимодействием разных веществ, называлась алхимией, а проводящие эксперименты с веществами люди — алхимиками. Главной мечтой средневековых алхимиков было получение так называемого философского камня — вещества, с помощью которого можно превратить любой металл в золото, а также получить бессмертие.
Среди алхимиков было много шарлатанов, целью которых была нажива за счёт обмана состоятельных людей. Получить «философский камень» алхимикам, конечно, не удалось. Однако в ходе экспериментов они изобрели способы производства других ценных веществ: пороха, стекла, мыла, уксусной и соляной кислот. Из алхимии постепенно сформировалась современная наука — химия.
Средневековая медицина была тесно связана с алхимией. Во всяком случае изготовление лекарств было делом алхимиков. Однако, не имея точных данных о природе болезней, врачи не могли подобрать верное лекарство — большинство их рекомендаций в ту эпоху были бессмысленными. Наиболее популярным руководством по медицине были труды античных авторов Гиппократа и Галена, а также работы арабского учёного Авиценны. Появление болезней, как правило, объяснялось нарушением баланса содержащихся в теле человека жидкостей. Способы лечения были похожи на пытки и часто приносили больше вреда, чем пользы. При самых разных недугах без разбора использовались кровопускание, принятие слабительного и прижигания кожи больного. Развитию знаний об устройстве человеческого тела мешал принятый католической церковью в XIII в. запрет на вскрытие тел умерших людей.
Практическая медицина в Средние века сделала большой шаг вперёд благодаря опыту лечения травм. В таких случаях люди обращались не к алхимикам, а к цирюльникам (парикмахерам): в круг их обязанностей входило проведение простых хирургических операций. Опытный цирюльник умел удалять зубы, вправлять вывихи конечностей, лечить переломы, ампутировать части тела, удалять глазные бельма и даже делать трепанацию черепа. Многие хирургические операции заканчивались смертью пациента, поскольку в ту эпоху ещё не существовало наркоза и знаний об инфекциях. Однако практика показывала, что многие люди излечиваются в результате хирургических операций. Врачи-цирюльники становились всё более востребованными. В некоторых европейских городах в XV в. врачи объединялись в собственные цеха, как ремесленники. Богатые люди регулярно пользовались услугами врачей и старались выполнять их рекомендации. Для поддержания здоровья врачи советовали чистить зубы, соблюдать правила гигиены, чаще бывать на свежем воздухе и воздерживаться от чрезмерной пищи.
Епископы и монастыри, а затем и городские советы открывали госпитали, где больные получали уход и питание. Лечебные действия в таких учреждениях проводились нечасто. Важен был сам принцип ― организация массовой помощи больным.
В Средние века люди верили, что расположение небесных тел может оказывать влияние на судьбы людей. Движение Солнца, Луны и видимых без телескопа планет тщательно изучали. Людей, которые этим занимались, называли астрологами. Считалось, что расположение небесных тел может воздействовать на здоровье человека и успех алхимических опытов. Астрологи служили при дворах знатных феодалов в качестве советников. Они подсказывали, в какой момент и какому делу должна сопутствовать удача.
Со временем астрология утрачивала заблуждения относительно связи планет с судьбой человека, а истинные знания о небесных телах сложились в современную науку астрономию. Немецкий кардинал Николай Кузанский (1401–1464) высказал идею о том, что Вселенная бесконечна и не имеет никакого центра — ни Земля, ни Солнце таковыми не являются. Он же, проводя эксперименты с преломлением света, изобрёл вогнутую линзу, которую стали использовать в изготовлении очков.
В ходе развития ремёсел возникла потребность в источниках энергии, помимо мускульной силы человека или животного. Таким источником энергии стала водяная мельница, которую начали активно использовать в Европе с XII в. Мельница работала за счёт того, что поток воды в реке или ручье толкал лопасти, закреплённые на большом колесе. Без усилий человека колесо вращалось и приводило в движение другие механизмы. Такую мельницу можно было использовать в самых разных делах: для размалывания зерна в муку, для поднятия тяжестей (например, в строительстве), для работы ткацкого станка. С XIII в. в Европе получила распространение также ветряная мельница.
Применяющиеся в мельницах механизмы, состоящие из наборов зубчатых колёс (шестерней), были принесены в Европу из Китая. Подобная же система лежала в основе механических часов, первые из которых появились в Европе в XIII в. Часовой механизм приводился в движение подвешенной к нему гирей. Циферблат имел только одну часовую стрелку, так как счёт минут в повседневной жизни человека не представлял большой важности.
Городские ремесленники обрабатывали твёрдые материалы на специальных станках: токарных, шлифовальных, винторезных. Первые станки появились ещё в древности, но в Средние века они были значительно усовершенствованы. Это позволило мастерам производить сложные и изящные изделия, например стеклянные линзы и металлические шары.
Большим технологическим прорывом было появление в XV в. в Европе до́менных печей, которые использовали для выплавки металла из руды. Технологию частично заимствовали на Востоке. Её успех был основан на использовании сложных механизмов: водяная мельница приводила в движение большие меха, они гнали воздух в печь высотой до четырёх метров. Топливом могли быть не только деревянные дрова, но и каменный уголь. В печи создавалась очень высокая температура, которую невозможно было получить при старых технологиях. До́менная печь позволяла выплавлять большие объёмы металлов и их сплавов с различной степенью твёрдости — чугуна и стали разных видов. Благодаря этому стало возможным производить качественное холодное и огнестрельное оружие.
Мир большинства людей Средневековья ограничивался пространством родной деревни или города. Благодаря развитию торговли и крестовым походам европейцы всё чаще посещали далёкие земли. Однако их знания географии в основном ограничивались родной Европой, Северной Африкой и Ближним Востоком.
Отдельные купцы в Средние века совершили очень далёкие путешествия, которые значительно расширили географические знания того времени. В 1271 г. венецианец Ма́рко По́ло (1254–1324) в составе посольства отправился через Иерусалим в Азию к монгольскому хану. Путешественник пересёк всю Евразию, долгое время пробыл в Китае и вернулся обратно в Европу только в 1295 г. Его рассказы о путешествии составили целую книгу, где содержалось описание неизвестных европейцам земель: Армении, Грузии, Ирана, Монголии, Индии, Китая, Японии, Индонезии и других. Отдельные свидетельства Марко Поло оказались преувеличением или выдумкой, но большинство соответствовало действительности. Из его сочинения европейцы узнали о неслыханном богатстве восточных стран. Это привлекало новых путешественников и стало стимулом искать морской путь из Европы в Азию.
До XV в. средневековые корабли европейцев были мало приспособлены к большим морским переходам. В основном они перемещались вдоль берега. Так купеческие суда хорошо освоили европейское побережье и постепенно продвигались на юг вдоль западного побережья Африки. Освоение технических новшеств позволило кораблям выходить далеко в море. Со временем европейские моряки стали активно пользоваться компасом, а затем астроля́бией (от греч. «берущий звёзды») — прибором, который позволял определять местоположение корабля в море, опираясь на расположение небесных тел и математические расчёты.
Большим прорывом в мореплавании наряду с освоением астролябии стало появление нового парусного корабля — караве́ллы. Паруса этого корабля были устроены так, что можно было менять их положение, подстраивая к любому ветру, и двигаться по заданному курсу даже при встречном ветре. Корабль сочетал в себе высокую манёвренность и значительный размер, позволяющий взять на борт много груза. На каравеллах испанцы и португальцы в конце XV в. смогли добраться до Индии и пересечь Атлантический океан, достигнув берегов Америки.
В Средние века, как и в другие эпохи, книга оставалась основной формой сохранения и передачи знаний. Книги были очень дорогими, поскольку их производство занимало много труда и времени. Все необходимые операции для производства книги делали вручную: выделку кожи для пергамента, сшивание листов, изготовление обложки, написание текста, рисование иллюстраций.
Примерно с середины XIV в. изготовление книги в Европе постепенно упрощается. Большим шагом на этом пути стало освоение технологии производства бумаги. Сделанная из бумаги книга стоила в несколько раз дешевле, чем книга из пергамента. Людей, желающих приобрести книгу, становилось всё больше. Потребность в книгах возрастала с развитием знаний, увеличением потребности в грамотных людях и распространением университетов. Чтобы книга стала действительно доступна для всех, нужно было придумать способ, как её производить, не тратя время на переписывание текста. Сначала придумали резные формы с текстом, отпечаток с которых чернилами на бумаге делал готовую страницу книги. С одной формы можно было изготовить не одну, а сразу много одинаковых страниц с текстом. Трудность заключалась в том, что для изготовления целой книги нужно было сделать формы для всех её страниц, а на это уходило слишком много времени.
Около 1446 г. бюргер немецкого города Майнц Иога́нн Гу́тенберг (ок. 1399–1468) изобрёл способ печатать книги при помощи форм отдельных букв — ли́тер. На каждую букву алфавита изготовлялись формы-литеры, затем они складывались в слова, строки и целые страницы текста. Оставалось только смазать литеры чернилами и сделать отпечаток на лист бумаги с помощью специального пресса на печатном станке. Набор литер позволял складывать и печатать тексты любых книг без больших затрат времени. Литеры изготовлялись из прочного металлического сплава на основе свинца, что позволяло делать много отпечатков с одной заготовки. Стало возможно напечатать одну книгу в сотнях одинаковых экземплярах, и на эту работу уходило несколько недель — время, которого прежде бы не хватило на переписывание от руки даже одной книги. Так возникло книгопечатание. В 1456 г. Иоганн Гутенберг при помощи литер напечатал Библию тиражом около 180 экземпляров. К концу XV в. при помощи печати были изготовлены уже десятки тысяч книг. Технология оказалась настолько эффективной, что её с незначительными изменениями использовали до начала XXI в.
Освоение изготовления бумаги и изобретение книгопечатания сделали книги существенно дешевле, они широко распространялись. Книги стали активно покупать не только учёные люди, но и простые бюргеры, а иногда даже крестьяне. Как и прежде, книжные страницы украшали изящными рисунками, только теперь их делали, как и текст, при помощи оттисков со специальной формы. Печатная книга по внешним характеристикам почти не уступала рукописной.
Инкуна́була (на латыни «колыбель», «начало») ― название печатной книги, изданной в период от начала книгопечатания до 1 января 1500 г.
В Средние века научные открытия и изобретения происходили нечасто. Авторы многих из них неизвестны, поскольку процесс получения нового знания или освоения новой технологии затягивался на столетия. Однако важно было то, что новые знания были востребованы, становились основой для последующих открытий.