《天工開物》壹書在崇禎十年初版發行後，很快就引起了學術界和刻書界的註意。 明末方以智《物理小識》較早地引用了《天工開物》的有關論述。
《天工開物》在《古今圖書集成》略有摘取，在浙江寧波天壹閣壹直藏有其初刻本，但在清朝並未公開發行。 滿清入關後，為鞏固統治，對中國古籍進行了壹次集中整理、檢查、修改和銷毀，即是通稱的對《四庫全書》的整理。《天工開物》因被認為存在“反滿”思想而被銷毀，埋沒了300年 。後來《天工開物》由藏於日本的版本重印刊行中國。 《天工開物》中的內容首先在17世紀開始逐漸傳入日本。公元1694年，日本本草學家見原益軒（1630―1714）在《花譜》和公元1704年成書的《菜譜》二書的參考書目中列舉了《天工開物》，這是日本提到《天工開物》的最早文字記載。公元1771年，日本書商柏原屋佐兵衛（即菅王堂主人，發行了刻本《天工開物》，這是《天工開物》在日本的第壹個翻刻本，也是第壹個外國刻本。實學派學者佐藤信淵依據宋應星的天工開物思想提出富國濟民的“開物之學”。
《天工開物》18世紀傳到朝鮮國後，受到李朝後期知識界尤其實學派學者的重視，1783年，朝鮮李朝（1892―1910）作家和思想家樸趾源（1737―1805）完成的遊記《熱河日記》中向朝鮮讀者推薦了《天工開物》。朝鮮進士出身的內閣重臣徐有榘，晚年執筆的113卷本巨著《林園經濟十六誌》和李圭景（號五洲）《五洲書種博物考辨》（1834）、《五洲衍文長箋散稿》（約1857）等重要科技作品中都多次引用《天工開物》。
18-20世紀《天工開物》在壹些歐美國家傳播，在法、英、德、意、俄等歐洲國家和美國大圖書館都藏有此書不同時期的中文本。其中巴黎皇家文庫（今國家圖書館前身）在18世紀入藏明版《天工開物》。1830年法蘭西學院漢學家儒蓮將《丹青》章論銀朱部分譯成法文，是此書譯成西文之始。1832年轉譯成英文，刊於印度《孟加拉亞洲學會學報》。1833年他將此書制墨及銅合金部分譯文發表於法國權威刊物《化學年鑒》及《科學院院報》，後又譯成英文和德文。
1837年儒蓮受工部和農商部大臣之命，將《天工開物》養蠶部分及《授時通考·蠶桑門》（1742）譯成法文，由巴黎皇家印刷廠出版官刊本，法文譯本取漢名為《桑蠶輯要》。當時歐洲蠶桑技術有了壹定的發展，但因防治疾病的經驗不足，導致生絲大量減產。《天工開物》提供了壹整套關於養蠶、防治蠶病的完整經驗，對歐洲蠶絲業產生了很大的影響。
十八世紀，在歐洲工業革命已經拉開序幕，但農業生產依然十分落後，播種還在使用人工播種。這種播種方式，在種子的密度和覆土深度上都十分隨意，直接影響出苗率。而此時中國，已經在使用播種機。歐洲的犁設計也比較簡單、原始，操作十分費力，而中國的犁則效率更高也更省力。當《天工開物》傳入後，直接推動了歐洲農業革命。
歐洲從12世紀學會造紙，但壹直以破布為原料單壹生產麻紙，18世紀以後耗紙量激增，但破布供應卻有限，於是造紙業出現原料危機。1840年儒蓮將《天工開物》造紙章譯成法文刊於《科學院院報》。其中提到以野生樹皮纖維、竹類及草類纖維代替破布造紙，還可用各種原料混合制漿。這些信息很快得到反饋，法、英、德人以其他原料成功造紙，終使原料危機獲得緩解。
英國生物學家達爾文（1809―1882）在讀了儒蓮翻譯的《天工開物》中論桑蠶部分的譯本後，把它稱之為“權威著作”。達爾文在他的《動物和植物在家養下的變異》（1868）卷壹談到養蠶時寫道：“關於中國古代養蠶的情況，見於儒蓮的權威著作”。他把中國古代養蠶技術措施作為論證人工選擇和人工變異的例證之壹。
1869年，儒蓮和法國化學家商畢昂把《天工開物》有關手工業各章的法文摘譯，集中收入在《中華帝國工業之今昔》壹書中，在巴黎出版。1964年，德國學者蒂路，把《天工開物》前4章《乃粒》、《乃服》、《彰施》及《粹精》譯成德文並加了註釋，題目是：《宋應星著前四章》。1966年，美國賓夕法尼亞大學的任以都博士將《天工開物》全文譯成了英文，並加了譯註，題為《宋應星著，17世紀中國的技術書》，在倫敦和賓夕法尼亞兩地同時出版。這是《天工開物》的第壹個歐洲文全譯本。