阿拉伯與波斯科學技術傳入中國。元世祖忽必烈在尚未登基之前，就征招“回回為星學者”。他們翻譯及帶來諸如托勒密的《天文大集》、伊本·優努斯（又譯作尤尼）的《哈基姆星表》（又譯作《哈基姆歷數書》）等天文學著作。1260年，元朝承金國舊制，設立司天臺，1271年正式設立回回司天臺，1312年設立回回司天監。後來還任用了壹大批以劄馬剌丁（又譯作紮馬魯丁、紮馬剌丁）為代表的天文學家管理此類工作。 中國人在此時開始使用阿拉伯數字。
元世祖至元十七年（1280年），王恂與郭守敬等完成編制《授時歷》。《授時歷》以365.2425天為壹年，與地球繞太陽壹周的實際時間只有26秒的差距。 制訂《授時歷》時，列出了三次內插公式（招差法），還使用“垛壘、招差、勾股、弧矢之法”進行縝密計算，其中將穆斯林發明的弧三角法應用於割圓術獲得“弧矢割圓術”（即球面直角三角形解法）。
1303年，朱世傑著成《四元玉鑒》，將“天元術”推廣為“四元術”（四元高次聯立方程），並提出“消元”的解法。朱世傑亦研究各有限項級數求和問題，而且在此基礎上得到高次差的內插公式。 壹般認為歐幾裏得的著作《幾何原本》前六卷是明代的徐光啟在意大利傳教士利瑪竇的幫助下翻譯並引進中國的，但有學者認為早在元代，此書已經被來華的穆斯林帶到中國。[3] 中醫學有很大發展，出現了金元四大學派。醫藥學在繼承傳統的基礎上出現了“兼收並蓄、互通有無”的局面，大大豐富了醫藥學知識的內容。
《回回藥方》是中國的大型綜合性回回醫藥學典籍，作者不詳，原有36卷，少數殘本現可見於北京圖書館。該書多以漢語書寫，同時夾雜許多阿拉伯語與波斯語醫藥術語及漢語音譯。從殘本目錄可以看出，《回回藥方》是壹部包括內科、外科、婦科、兒科、骨傷和皮膚病等科，具有中西特色的醫學典籍。研究中國醫藥史的學者根據殘存部分推斷，《回回藥方》約有藥方6000－7000首之多，其價值與中醫古籍《外臺秘要》相當。 1291年，郭守敬指揮修建元大都至通州的運河，當中有七座水閘，這七座水閘彼此相距約半公裏的地方，又設計有鬥門。郭守敬的設計是通過水閘和鬥門的關閉與開放，調節運河各段的水位高低，引導船舶順暢通過。工程竣工後，元世祖親自將這段164裏長的運河命名為 “通惠河”。通惠河是中國工程建設史上的傑作，其運用的巧妙方法與國外壹些運河采用的技術是基本相同的。
元世祖在位時即開始重視農業，制定了有利於農業發展的政治措施，使得農業水平有了很大的提高.王禎編著的《農書》有37卷，現存36卷，是中國古代壹部對農業生產進行全面系統論述的著作。
《農書》全書約有十三余萬字與300多幅圖畫，全文分為《農桑通訣》、《百谷譜》、《農器圖譜》三大部分。《農桑通訣》包括對農、林、牧、副、漁及水利等各個方面的綜合性論述，提出“順天之時、因地之宜、存乎其人”的農耕思想。《百谷譜》對各種農作物的品種、特性、栽培、種植、收獲、貯藏和利用等知識加以介紹，將農作物分為谷、蔬、果、雜等六大類，為中國農作物分類學奠基；而對於植物性狀的描述，也是此前書籍不曾有過的。《農器圖譜》則是《農書》的重點部分，該部分就田制、倉廩、舟車、灌溉、蠶桑、織纖、麻芒等分為20門類，詳細介紹了257種農業機械，而且配繪圖譜306幅並加以文字說明，其價值超過以往所有農業機械書籍。 在活字印刷術方面，王禎設計出木活字及轉輪排字架，並於1298年用木活字排印《旌德縣誌》；其《造活字印書法》（附於《農書》書末）是最早的系統性介紹活字排版印刷術的科技文獻。