火药的发明是在唐代，但它最终得以发展和发挥威力则在宋朝。在唐朝时，火药武器只是利用它能燃烧的特点来使用的，到了宋朝，火药武器已充分利用其爆炸力了。970年，冯义升、岳义方进献了火箭制造法，1000年，康福把火箭、火铳、火蒺藜等所发明的火器进献给北宋政府，这些新式火器都是靠火药燃料喷射推进的，是基于流体力学的原理。后来在作战中，又不断改进了这些火药武器，既用其燃烧力，又用其爆炸的性能。宋仁宗时，曾公亮撰有《武经总要》一书，对火药武器的名称、用法和配方都作了详细的记载，包括火药箭、毒药烟球、蒺藜火球、霹雳火球等，其中的毒药烟球是一种带毒性的烟幕弹，用炮车发射，是一种良好的攻城武器。在火药发明前，炮字都写作石包字，因为火药与火有关，因此后来就逐渐为炮字了。北宋末年开封保卫战，宋军使用了火药武器“霹雳炮”，曾一度打退金兵。南宋时火炮与火枪并用，大量制造如突火枪、炮车等火器，这些都在南宋实战时所用，并见于史书。1259年，寿春军民发明了管形火器，在巨竹筒内装火药和“子窠”，点燃后将“子窠”发射出去，“子窠”就是后世子弹的前身，发射“子窠”的管形武器的发明，是世界武器制造史上划时代的进步。
相对于宋朝兵器工业的注重火药技术的发展利用，辽金夏元这些少数民族，大都长于骑射。
他们的兵器为战争所需，都极犀利精锐，甲胄也很精良。
辽代工业在建国前还不是一项独立的生产部门。从辽太祖耶律阿保机起，俘虏了大批汉人北去，这些汉人带去了工业技术，对契丹族工业发展有着重大影响。辽代的矿冶业规模很大，通过战争，许多盛产铁矿的地方如铁州(今辽宁营口)和东平(今辽宁开原)等地都纳入了辽的版图。在辽代的冶铁业中，以冶炼镔铁即精炼的铁最为着名，所制的镔铁刀，以精良着称于世。当时虽禁止火药制作技术出口，但辽国最终还是掌握了此项技术，而且还购买了必要的原料进行制造。
西夏在夏州东境设有冶铁务，主管铁矿的开采和冶炼，在陕西榆林壁画中，有西夏锻铁图。
可以看出西夏冶铁已采用立式风箱鼓风，提高冶铁强度，这是一种先进的工艺设备，出于对外战争和对内镇压人民的需要，西夏统治者都很重视兵器的制造。西夏制造的兵器，其中用冷锻法制造的甲胄，受到宋朝人的高度赞扬。田况在《兵策》中说，西夏的铠甲，冷锻而成，坚滑光莹，非劲驽不能射入。西夏制造的剑和箭，也享有盛誉，宋朝太平老人在《袖中锦》中，将夏国剑誉为“天下第一”。宋钦宗经常把夏国剑带在身边，足显其珍视。宋神宗时，党项酋长李定曾向宋朝献“神臂弓”，百步外射箭，洞穿重甲，当时人公认为利器。元初西夏人常八斤因善于造弓箭而受到成吉思汗的赏识。这些都说明西夏制造的弓箭长期以来素负盛名。近年来在西夏陵墓中出土的铁剑，坚滑光莹，孔眼整齐划一，鎏金厚薄均匀，具有极高的工艺水平。说明西夏的兵器制造是相当发达的。
在金国，矿冶业也是一个重要的工业部门，因为当时金国人口不多，兵力有限，所以要求器械一定要精锐。从目前挖掘出的金代冶铁遗址出土的兵器来看，质量不亚于辽的水平。按照金国的制度，一切兵器制造、监试、颁发，都由元帅府总揽大权。随着交流增多，交往加深，宋的火药武器也渐渐被金人掌握。据《金史》记载，当蒙古兵包围开封时，金兵曾用震天雷还击蒙古兵，有二百多人与之同归于尽。可见金人也会使用火药武器了。
元代兵器种类颇多，制造极为精美，它是蒙古统治者召募全国各地良工所制，所以犀利华美。蒙古军队以骑兵为主，但要求骑兵、步兵都精于骑射，所以弓箭就成为重要武器。因为要在马上作战，所以主要用刀、剑、斧、锤作为杀敌的利器，而不喜欢用长兵器。这些短兵器的制作，颇受中国及印度兵器的影响，其中的刀剑最为显着。后来在清朝保存的蒙古王公所献兵器中，有的剑刃和柄，为欧洲中古式的，有的短剑、匕首，不但有镶嵌宝石的玉柄，而且有精工雕刻的剑鞘，镶嵌黄金的百炼钢刀，更是异常精美。但也有长兵器存在，如骑兵所用的标枪，用以冲锋陷阵，形制则纯为蒙古式的。
蒙古军所用的火器有三种，一为花炮之类，曾广泛使用于印度各地，是由中国内地带去仿制的；二是土耳其等伊斯兰教国家给蒙古皇帝制造的火枪，用燧石发火；三为火炮。元代的中国军队使用的火箭与宋代相同，但又有突破。以前讲的关于火药的管形火器，发明于宋代，即火枪和突火枪，火枪用的是长竹竿，突火枪则是巨竹为筒，但这两种火器在连续发射时容易被焚，不能耐久使用，到了元代发明了金属制作的管形火器。1332年制造的元代铜火铳是世界上最早的金属火炮，出土的一件重6.94公斤，长35.3厘米，铳口直径10.5厘米，所发射的弹丸有铁弹、铅弹、石弹三种。
宋代印刷工业的发展
印刷术是中国发明的。早在数千年前的原始社会和奴隶社会，人们已懂得在陶器未干的泥胎上，用压印的方法印出几何纹、绳纹、水波纹等花纹图案。到后来印章和拓片的出现成为雕版印刷业的先驱，直接推动了雕版印刷术的发明。到了战国时期，印章开始出现。印章上的文字有阴文和阳文之分，阴文就是凹进去的字，阳文则反之，就是凸出来的文字，它们在印章上都是反字，印出来就成了正字，印章创造了从反刻的文字取得正写文字的方法。拓片是雕版印刷术的另一个渊源，方法是刷印。先把濡湿的纸铺在刻有文字的石碑上，用力捶打，使纸密切附着于石面，再在纸上刷墨，因为石碑上的字是凹入的，即是阴文，有字的部分受不着墨，待揭下纸来后，就能得到黑地白字的读物，这种成品就叫作拓片。这种印制方法无疑对石碑等原物构成损害，但它可以代替抄写，并能携带流通，保存久远，便利了书籍的传播。这是雕版印刷术发明前，复制书籍的最好方法。现在看来，只要把这个方法翻转过来，就能得到雕版印刷，但这样一个看似简单的过程却耗费了人们几百年的时间才得以实现。
雕版印刷术起源于唐代，目前世界上现存的最早的雕版印刷实物是1966年在韩国发现的木刻汉字《陀罗尼经》印本，刻印于公元704-715年之间。而世界上最早的有日期标记的雕版印刷品则在中国，是唐朝王王介为其父母雕刻刊印的经文，全称是《金刚般若波罗密经》。在末尾写明是咸通九年(公元868年)四月十五日王王介为二亲敬造普施。长一丈六尺，由六个印张粘缀而成，前面还有一幅图，画着释迦牟尼向长老须菩提说法的故事，图文雕刻得浑朴、凝重，精美异常。在此之前，在扬州、越州一带，曾有人模刻元稹和白居易两位大诗人的作品用来换酒喝，但无实物留存。雕版印刷术对于文化的传播、普及和提高，起着重大的作用，首先促成书坊营业的发达，其次刺激了造纸工业的兴盛。
雕版印刷术的发明比以前的手工抄书不知方便了多少倍，但同样存在着不完善之处。用雕版印刷术，每页书必须刻一块印板，要印一部大书甚至要精心雕刻，花好些年的工夫，耗费大量人力和物力。在文化教育日益发展的宋代，雕版印刷术愈发不能满足需要了，于是活字印刷术应运而生了。现在许多国家采用的活字印刷方法是以欧洲所用的方法为基础，而且早已达到机械化了，所以许多欧美学者认为活字印刷术是15世纪中叶德国人谷腾堡发明的，其实，中国早在北宋时期(大约11世纪)，就已经发明了活字印刷术，比欧洲要早四百多年。
活字印刷术的发明者是北宋的平民毕昇，这在同时代人沈括的科技着作《梦溪笔谈》中有记载，可见是真实可信的。方法是用胶泥刻字，每个字占用一个印，另外准备一块铁板，板上均匀地敷上松脂、蜡、纸灰等合制而成的粘胶物品，印刷时，把铁制的框子放在铁板上，在框中排列胶泥活字，制成一版，再用火在下面烤版，使粘胶物熔化，随即用另一平板把字压平，冷却后就可以上墨印书。用完后，再用火烤铁板，即可将字型拆下来保存。这种印书的方法，在印一两本书时还看不出有多大的优势，但如果印千百本书，预备两版，一版印书，一版排字，互相替换使用，速度很快，非常便捷。据说毕昇发明活字印刷术是受一位卖佛经的老婆婆的启发。一日他游庙会，看到一位老婆婆所印佛经方法与众不同，每页佛经不是整版印制的，而是分成几块印版，按顺序一块块地印上去，成为整张佛经，毕昇看后很受启发，灵机一动，想到自己正在冥思苦想如何改进印刷技术，可以把每个字刻为小印，规范后就可以重复使用，反复试验，终于成功了。
毕昇所刻活字，是以胶泥即粘土制成的，称为泥活字，是把粘土刻成扁平的单字，而且泥活字容易残缺，不能耐久，所以毕昇发明的活字印刷术在当时并未能推广普及是有技术原因的，而且这种新式印刷方法毕竟对原来的雕版印刷术构成冲击，这些人对他恨之入骨，最终把他迫害致死。只是到了元代由科学家王祯发明用木活字代替胶泥活字，中国的活字印刷术才得到进一步发展，但这已是后来的事了。毕昇的这项发明，在印刷业上是个划时代的创新，是我国对世界科技文明的重大贡献。
从雕版印刷到活字印刷的发展变化，从中也可看出宋代的印刷工业是相当发达的。而且由于活字印刷术在宋代并未完全推广，因此，宋代的雕版印刷业就具有很强的代表性，可以说，宋代是我国雕版印刷业的黄金时代，它在中国封建社会的书籍刊印上，给了后世深刻的影响。北宋初年，政府就编纂了《太平御览》、《册府元龟》、《文苑英华》三部各一千卷的大参考书，又编纂了五百卷的《太平广记》，后来有史学名着《资治通鉴》等等，这些书的刊印都是通过雕版印刷来进行的。当时雕印主要分为官刻本、坊刻本和家刻本三种。官刻本就是国子监刻印的书，为主要力量，后世称为监本。坊刻本指民营书坊刻印的书，家刻本则是指由私人出资刻印的书籍。许多宋刻本刻印精良，字体上反映了中国的书法艺术，出现了后世所称的“宋体字”，刀法上表现了高度的技术成就，而且纸墨精莹，出版者态度谨慎负责，校勘缜密，因此颇受后代重视，被称为“宋版”。并且装帧讲究。宋代的印刷业中心主要分布在都城开封、浙江杭州、福建建阳和四川眉山，其中以杭州最为着名。在宋代除木刻雕版印刷外，还出现了铜版印刷和套色印刷，使印刷更为坚固，且精彩美观。
宋代印刷工业的发达是与造纸的发展有密切关系的。早在唐代，造纸已有很大的发展，在南方地区，益州的麻纸，浙东的藤纸，荆州、扬州等地的桑皮纸，又叫谷纸，都非常有名。而宣州泾县用檀树皮和稻秆造宣纸，细密均匀，洁白柔软，经久而不变色，是书画家最爱用的纸张，到了宋代，纸张大量生产才能满足印刷业的需要，而印刷业的发展，又给造纸业开辟了广阔的市场，进一步刺激纸张的生产。北宋造纸原料丰富，有竹、藤、楮、麻，纸的品种更是多样，四川的币头笺、冷金笺，歙州的凝霜、澄心，宣州的栗纸，浙江的藤纸，温州的蠲纸等，都是有名的品种。歙州生产的一种长纸，制作精良，一幅长五十尺，自头至尾，匀薄如一。近年来在浙江瑞安慧光寺塔发现的写于1015年的《妙法莲花经》，用纸极佳，质地细腻坚滑，光洁如新，充分反映了北宋造纸工业的高超水平。
值得一提的是，在宋代，许多工业部门都有科技因素渗透其中，例如前面提到的兵器工业中的火药作用的发掘和发挥，在印刷工业中，活字印刷术开始出现。而在宋朝的另一重要工业部门——造船业中，科技因素也起着重大的作用。不论是北宋还是南宋，造船工业都相当发达。宋代拥有当时世界最大的船只，北宋神宗时，荆州地区的内河航行船最大的可载钱二十万贯，载米一万二千石，载重量达六百多吨，叫作“万石船”。徽宗时造的两艘出使高丽的大海船，称为“神舟”，据估计载重有一千一百吨，而且具有隔舱防水设备，这是中国造船工人的首创。而宋代造船业领先世界的一个重要因素就是指南针的应用。人类很早就已认识到磁石指示方向的特性，所以在战国时发明了用光滑的磁勺指示南北的司南。到了北宋，指南针已应用于航海，所用方法是指南浮针或悬针，就是把磁针用丝线悬起或在水中心漂浮以指示南北，这在沈括的《梦溪笔谈》中也有记录。到了南宋，由于偏安江南，中西陆路交通几乎全部断绝，海上交通更显重要，而且海外贸易发达，造船业得以进一步发展。更出现了将指南针安装在有刻度和方位的圆盘上的罗盘针，使海上船只在白天没有太阳，夜里无星月的情况下，也能辨认方向，安全正确地航行。把指南针应用于航海，是中国人民对世界文明的伟大贡献。
可以看出，宋代的许多工业的发展其中科技因素的力量是相当大的，中国古代的四大发明其中有三项是产生于或完成于宋代，宋代也是中国工业领先世界的最后一个朝代，此后，中国工业逐渐被世界先进国所赶超。
宋元瓷器的制作水平
由不同民族建立的辽、宋、夏、金、元各朝在许多方面表现得地域性、民族特色十分浓厚。
工业方面则要数制瓷工业了。
