包括在宋朝時期，土地的開墾和利用都已形成一整套行之有效的辦法，勞動人民因地制宜、千方百計擴大耕地面積，在濱江海湖泊之地出現了圩田、淤田、沙田、葑田、架田、淙田、湖田等。
像是以圩田為例，這種田既能抗旱又能防澇，產量較高，算是農業方面的一大進步。
而北宋圩田進一步發展，像是浙西路有圩田1400多處，僅澱山湖就有圩田幾十萬畝。
而在廣東、福建、浙江、江西、四川等多山丘陵地區出現大規模的梯田，農作物分佈也有很大變化，水稻不僅在南方廣為種植，且向北方推廣，江北諸州農民可以得到“就水廣種坑稻，並免其租”的鼓勵。
“占城稻”、“黃粒稻”等成熟早、抗旱、籽粒飽滿的優良品種也相繼從越南、朝鮮等國引進，同時蕎麥、高梁的種植面積迅速擴大。
同時在經濟作物方面，宋朝也是我國植棉業發展的一個轉折點。根據文獻記載，我國海南島黎族和雲南西部的傣族，在漢代或漢以前就已植棉織布，包括維吾爾族的先祖於六世紀已在新疆吐魯番種植棉花。
宋代最著名的農學著作是公元1149年完成的《陳甫農書》，是隋、唐以來長江下游地區勞動人民在生產實踐中積累起來的農業生產技術經驗的總結，反映了唐宋時期水田耕作栽培技術的水平，在整地育苗、中耕除草技術、烤田和灌溉等方面都有論述，我國古代農業精耕細作的傳統思想在此得以充分體現。
宋代的動植物譜錄已大量出現，園藝業的高度發展，宋徽宗在開封建立“艮嶽”，“不以土地之殊，風土之異”。
移植南方的“枇杷、橙柚、柑橘、榔桔、荔枝之木、金娥、玉羞、虎耳、鳳尾、素馨、渠那、茉莉、含笑之草。”
而且分割槽栽種各種園藝植物，具有近代植物園之雛形。
動植物譜錄中蔡襄《荔枝譜》、歐陽修《洛陽牡丹記》、陸游《天彭牡丹記》、劉蒙《菊譜》、宋子安《東溪試茶錄》等書，不僅分別記述各種園藝植物的歷史沿革、性狀特徵、品種和分類、栽培法，而且還記述了品種的形成及其演化過程，所有這些在農學和生物學上都有一定價值。
同時天文由於農業生產和曆法制訂的需求，統治者歷來對天文學方面的研究比較重視，觀測水平不斷提高，宋代也不例外。
據《新儀象法要》記載，僅在公元1010年到1106年之間，北宋就進行過5次大規模的恆星位置觀測。
像是《宋史天文志》中就儲存了測定二十八星宿位置的成果。
以及《靈臺秘苑》中收載了包括有345個星官距星的入宿、去極度。
公元1247年的南宋製造的蘇州石刻天文圖，面積8x2.5尺，刻星1430多顆，以北極為中心，繪有3個同心圓，分別代表北極常顯圈、南極恆隱圈和赤道，28條輻射線表示二十八宿距度，還有黃道和銀河。
所有這些成果的取得，與當時天文觀測儀器的高度發達是分不開的，我國古代傳統的天文儀器漏壺、圭表、渾儀、渾象等在宋朝時期從技術工藝上都得到了最有效的改進。
北宋時沈括和元朝郭守敬提出減少環數的設計，渾儀和簡儀就是這一設計下的傑作。
蘇頌、韓公廉等人制成的大型水運儀象臺，是利用一套齒輪系統在漏壺流水的推動下使儀器經常保持一個恆定的速度，和天體運動一致，既能演示天象，觀測天象，又能計時報時。
至於地礦地學的發展則是以圖經形式編寫地理著作為特點的，圖經也正向地方誌的方式過渡。
據《宋史藝文志》記載，宋代地方誌共有100多種，附有地圖的志稱為“圖志”或“圖經”，全國總志中最著名的有976—984年間成書的《太平寰宇記》，由北宋樂史編撰，全書200卷所記以中國為主兼及外域，還增加了不少有關人物與藝文的篇章，開創了地方誌的新體例。
再就是北宋王存等編纂的《元豐九域志》在1068至1085年間成書，該書注重“當世之務”，對沿革所述不多，而對各地裡數、城堡之名、山川水澤的情況記述詳備。
宋代郡縣地方誌儲存至今的有20多種，許多地方誌經歷代續修，逐步積累，形成了豐富的地方資料。
由於這一時期中外交流往來頻繁，對國際貿易的發展和文化的交流起了積極作用，對旅途實地考察與傳聞的記述形成了許多重要的域外地理文獻。
如耶律楚材《西遊錄》、周去非的《嶺外代答》及趙汝適的《諸蕃志》中有許多來自傳聞的記述。現存西安和蘇州的三幅宋代石刻地圖，“華夷圖”、“禹跡圖”、“地理圖”和“九域守令圖”等極具價值和特色，是目前所見時間最早的畫方地圖。
上面所繪河流及海岸線精確，代表宋代測繪地圖的水平，地學的發展對礦物學及水利建設的發展和進步起到了重要作用。
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而宋代礦業事業的發展以及人們對地質現象實地考察的風氣，使人們對礦物和若干地質現象的認識與研究也較前大有進步。
像是1133年杜綰所著《去林石譜》3卷，記載石品116種，各記其產地、採法、產狀、光澤、品評高下等，反映了人們對礦物認識的新水平，是當時出現的一部關於巖礦知識的著作。
醫藥宋代醫藥學在教育、理論、臨症各科的診斷治療、本草、局方等方面同樣有不同程度進展，使中國醫藥學進入了一個全面發展的新階段。
宋朝統治者重視各種醫藥書籍的修訂，公元973974年劉翰、馬志等修成《開寶本草》21卷，載藥物983種。
例如1057年蘇頌等人修成《嘉佑本草》2卷，載藥物增達1082種，並整理成一部《圖經本草》。
唐慎微修纂的《經史證類備急本草》計32卷，收錄藥物1700多種，百病主治藥、服藥食忌例及藥物畏、晉、須、使等，使人們對歷代本草的源流和藥物之配伍禁忌有一個概括的瞭解。
