元朝建立后在政治上采用了汉族地区已形成的一些传统，包括推崇宋儒已经建立起来的理学，对孔子、关羽、周敦颐、朱熹等人都加以尊崇，办起国学（包括国子学、蒙古国子学、回回国子学）、地方乡学、书院、社学，实行科举制度等。但文化措施不可能掩盖政治上不平等的现实。经过不多几代人，这种建立在民族偏见和政治经济特权之上的统治集团注定要走向腐败，并激起人民强烈的、不可遏止的反抗。这种反抗一旦发生，作为少数民族的统治者便处于极端脆弱孤立的地位。元朝宫廷曾在民间严禁兵器，但是1350年在黄河工地上的民工首先开始用工具反抗。说明在人民心中，中国最大的自然灾害——黄河泛滥对他们造成的祸患，与朝廷和官府的压迫相比已经是次要的了，所以这些治河民工才把治河的劳动工具变成了武器，继而组织起了有名的红巾军。接着，遭受剥削和压迫最甚的南方立即轻而易举地建立起几个独立的临时政权。就像自然界的黄河决口，洪水泛滥，不可阻挡，最后造成河流改道一样，这是中国社会政治和经济大堤的又一次大决口，其势也是不可阻挡的。元朝的统治者甚至没有能力组织强有力的镇压，反抗力量之间在相互争战后统一于朱元璋的旗帜下，元朝皇帝被重新赶到塞北的草原深处去了。
在历史上，西晋末年北方民族入主中原的结果是促成北方民族的融合，汉族的语言和文化最后同化了少数民族。蒙古族统治者依靠军事力量、政治特权和藏族、维吾尔、中亚文化的部分支持较多地保持了自己的民族特色，但他们统治的时间也相对短一些。元朝政治中的等级因素与传统的汉族专制制度相比还要落后一些。但有一点是肯定的，农业民族的政治和游牧民族进入农业文明后的政治都是传统的政治。在这种制度下，可能使社会结构发生突变的所有科学技术果实无论多么鲜美，都只能像草原上一岁一枯荣的花草，而不可能像年轮连续延伸的大树。所以，元帝国时传入中国的西方新鲜知识和技术只是一时丰富了中国的文化和社会生活，但却没有也不可能和中国的传统文明交汇而生出可以发生突变的文明新种子。
另外一个值得注意的事实是，在宋元之际的无神论者邓牧（1247～1306）之后的近一个半世纪中，中国没有出现影响较大的思想家。这可能是由于元代的政治统治窒息了汉族学者的学术空气，使思想天空布满了经久不散的阴霾。
明朝科技
重修长城和改进火器
秦代的长城在汉、北朝、隋时做过修补，唐代没有修过长城（因为长城不是唐的边墙），五代后长城内外大部成了西夏和辽金的国土，元朝时长城一线成了中国政治的中心。元朝灭亡后，一部分残余势力进入漠北，明朝政权统治了元帝国的大部分土地，但却始终没能把蒙古高原上的游牧部落置于自己的政治统治之下，而这些部落在内部趋向统一时总想重温大元帝国的旧梦。这就使明朝政权同漠北的蒙古部落一直处于对立之中。明朝在把首都迁往北京之后，长城便成为首都城墙的外围了。
为了防止漠北蒙古骑兵南下的威胁，明成祖朱棣五次亲征漠北，最后死于回军的路上。朱棣是中国历史上第一个亲征于沙漠绝域的汉族皇帝，也是郑和下西洋的倡导者，第一次以故宫紫禁城为皇宫。这位试图威服四海的人没有以长城为国界的概念。但在他身后不久，永乐雄风就减退了。明代先后在100多年里重新修缮长城，今天所留的从山海关到八达岭的砖石城墙以及西北河西走廊尽头的天下雄关嘉峪关都是明代重修的。雄伟的新长城并没有使明的江山固若金汤，由于高中级军官大多世袭的情况也使承平日久的明朝军队在永乐朝之后战斗力下降。在1449年（欧洲英法两国百年战争结束前4年），明朝英宗皇帝的50万大军在河北怀来东部土木堡被入侵的蒙古瓦剌部落的骑兵袭败，皇帝被俘，明朝经历了一次危机。1472年，明朝大将余子俊为防止蒙古鞑靼部落的袭扰，在陕西北部又重修了1700里新的边墙。尽管明长城的工程量超过了秦，但却没有在长城脚下留下像秦代那样多的白骨，也没有新的孟姜女的传说。这是因为明朝国力胜于秦代，而且不急于求成。
明代修筑长城的行为仍然是从传统的战略思想出发的。实际上自宋元以来，火器的发展和应用正在使这种行为逐渐变得过时，因为火药完全可以摧毁砖石城墙。明代的军事家们没有充分地看到这一点。但明代的火器专家们在改进火器方面的工作却使这一点在后来变得越来越清楚。
无疑，改进火器是拥有雄厚手工业基础和物质资源的中原王朝的优势。发挥这一优势并建立一支以各类轻重型火器为主的军队，是在塞外强悍的骑兵部队面前取得优势的保证。早在朱元璋称帝的13年前，焦玉（元末明初人）曾给朱献了十几支他制造的火龙枪。此枪在试放时“势若火龙，洞穿层革”，朱说道：“此枪取天下如反掌，功成当封大将军。”明朝在改进火器方面作了不少努力，火器军（神机营）在军队中的编制一直处于增加的趋势。在明建文帝（1399～1402年在位）时，大将李景隆的军队在同朱棣的军队作战时便应用了多发火箭“一窝蜂”。明时发明的多发火箭还有“群豹横奔箭”。这方面最重要的发明要数多级火箭“火龙出水”，这是在水战时所用的引火箭，在水面三四尺的高度飞行可达二三里。“飞空砂筒”则是一种可回返的多级火箭。所谓“神火飞鸦”则是一种高空集束引火箭。除了各种火箭，元时的火铳在明代被发展为各种前装的巨炮和鸟枪、土枪。明成祖征漠北时火器发挥了相当重要的作用。明中叶，朝廷的10万京军中已有6万火器手。万历年间（1573～1620）曾下令让兵杖局在3年内仿造葡萄牙传入的佛郎机炮3400尊，大将军型号的炮10门，二将军型号的炮79门，三将军型号的炮20门，神炮669门，神铳1558支，小铜佛郎机铳50支，并随用子铳、铅弹、火药等项。可见其生产能力已不小了。万历二十六年（1598年），和戚继光、胡宗宪的部队有交往的军器专家赵士祯（曾发明多种新型火器）发明了能够在射击后迅速装填的迅雷铳。明朝末年在取得了荷兰人的大炮时，立即由大学士徐光启（1562～1633）和龙华民（1559～1654，意大利人，1597年来华，死于中国）、毕方济（1582～1649，意大利人，1613年来华）、汤若望（1591～1666，德国人，1622年来华）等外国传教士仿造，并用之于辽东同努尔哈赤的战争。除了前装大炮和鸟枪外，明代的爆炸性火器炸弹、水雷、地雷和燃烧性火器火箭类等都有了明显的改进。但当时明朝气数已尽，崇祯皇帝中了清国的反间计，1630年，抗清的辽东明将袁崇焕（1584～1630）被剐，改进了的火器和坚城已难挡清军的进攻了。
尽管明代在改进火器方面有相当的发展，但中国的火器技术在明朝末年已经落后于欧洲的葡萄牙和荷兰了。在徐光启和传教士们铸造欧洲大炮时，比徐光启小两岁的意大利人伽利略（1564～1642）已经在研究炮弹的运动轨迹，并得出了抛体运动的规律。毫不奇怪，自从元朝时欧洲发生了文艺复兴运动，资本主义生产于明朝时代正在地中海沿岸和欧洲的一些大城市中蓬勃地发展。那里的手工工场里，分工越来越细，专业化程度在提高，工艺改进的节奏相当快，产品质量已超过了东方。
一方面加固长城，一方面发展火器，这就是明朝的军事技术史。仅从军事学的观点来看，前者是一种耗力费时而且渐趋过时的行为，后者却是一种寻求革新的努力。这两项事业在明王朝的历史中是并行的。重修长城表明这个王朝在政治上和军事上已经不能驾驭或征服塞外的游牧民族，而在技术上，明朝也未能彻底地完成火器革命这一军队装备更新换代的任务，它只是靠这种从本质上来说是矛盾的技术战略来求得江山的安宁和王朝的延续。历史证明，在有了新长城和部分火器的条件下，这个王朝可以维持，但绝不可能永固。朱元璋开创并由永乐皇帝推进了的基业在代代相传的过程中被这种制度本身所腐蚀。最后，长城一线最初曾得到土地而安居实边的农民后代，大多数变成了流民，在一场旱灾中，他们走投无路。李自成（1606～1645）的队伍聚集起来，为明朝最后一个不昏聩也不英明、又无力回天的崇祯皇帝（1611～1644）送了葬。掌握着相当多的火器的朝廷军队被完全操着冷兵器的农民军队击败。接着，东北的女真族骑兵越过了明代建立起来的长城东端的天下第一关——山海关。
明代在应用火药方面还出了一位叫万户的民间发明家和探险家，这可能是1400年左右的事。据说万户把47支大火箭捆在一个座椅上，手里持着两只风筝，试图飞上高空。不过，他没有成功，集束火箭的意外爆炸在半空中结束了他的梦想，但这个梦想却留给了全人类。
皇家宫殿和私家花园
永乐年间是明朝生产恢复后国力强盛起来的黄金时代。朱棣做了皇帝之后，在文治武功方面想做一些名垂后世的大事。在南京继位后，他便派姚广孝（1335～1418）、解缙（1369～1415）、刘季篪等人负责，由2000多人在5年内编修了中国最大的一部类书《永乐大典》，计11095册，22937卷。鉴于北方的安全和开发，他计划迁都北京，召集23万优秀工匠至北京，并动用上百万兵民在全国各地采木和营建北京宫殿——故宫宫殿群。这是盘布于从永定门到钟鼓楼的8千米长的一条中轴线上的建筑群，明朝建设后，在清朝康熙年间又进行了扩建。这一巨大工程完工后成了中国历史上两代皇朝政治舞台的中心。北京的故宫宫殿群作为世界上现存最大的古代建筑群，曾体现着明、清两代皇朝的威势，以其辉煌雄伟而著称，自1420年开始经历了所有的历史风云。
人们今天都知道下令建筑故宫的永乐皇帝，但却很少知道建造它的那些成千上万的普通劳动者。在这些人中间，两个杰出的建筑设计者幸而留下了名字。一个是江苏吴江人蒯祥，据说他是天安门的设计者。另一个是越南人阮安，当时的越南北部在明朝的统治之下。他们都是有经验的力学家、艺术大师和杰出的工程师。除了建设故宫，永乐年间还铸成了中国历史上最大的古钟——永乐大钟（现存北京大钟寺）。它高6.75米，重46.5吨，内外铸着23万多字的佛经咒语，其声可传响5千米，是当时北京的“镇物”。
在故宫建成约100年后建成的北京天坛与其说是力学和建筑学的杰作，不如说是应用声学知识的杰作。天坛的回音壁具有良好的有规则地反射声音的效果。在现存的中国宫殿中，还有明朝末年（1641）世界屋脊上五世达赖喇嘛重修的布达拉宫。
在明代中期之后，由于南方经济的发展，私家园林开始产生，最著名的要数苏州的拙政园，这所花园距今已有400多年的历史。除了苏州众多的私家花园外，无锡、扬州等地也开始建筑私家花园。在整个明清时代，南方许多城市中的私家花园成了王公贵族的住宅和别墅。无疑，明朝私家花园的兴起是整个社会财富增加时上层统治者中的一般成员生活水平升格的反映。在阴宅建设方面要提到皇家陵园。帝王生前的住宅是宏伟的，他们的陵墓同样宏伟。明代的北京十三陵是耗费了无数白银修建起来的不朽的地下建筑，尽管它们的主人早已成为土灰。
政治远航和海外贸易
如果说明代最伟大的建筑杰作故宫同永乐皇帝的政治雄心联系在一起，那么，郑和（1371～1435）船队在南洋和西洋（加里曼丹岛以西为西洋）的航行也与这位皇帝的政治雄心有关。这位皇帝在陆地上北击大漠和草原上不肯内附的蒙古部落的同时，还把目光投向了浩瀚的大海。在某种程度上，大元帝国的业绩吸引着他。
郑和的远祖为麦加王族，北宋时移居中国，其四世祖从成吉思汗西征有功，后代在元朝世代为官。郑和11岁时被俘入明军，后在燕王府为太监，并因战功受朱棣赏识。1405年6月（农历）由郑和、王景弘及一批军官率领的27800多名官兵和水手乘一二百艘巨型木帆桨船出海远航印度洋。这种海军远征船队式的远航一共举行了7次，直到宣德八年（1433）才结束，历28年。郑和等人的后半生基本上献给了这项事业。这次航行的船队遍抵南海和印度洋沿岸，以及波斯湾、红海海口和非洲东海岸的30多个国家。
