1.天文歷法方面
興建了上都、大都、登封等處天文臺，設立了遠達極北南海的 27 處天文 觀測站，在測定黃赤大距和恒星觀測方面取得了遠超前代的突出成就。湧現出了郭守敬、王恂、耶律楚材、紮馬魯丁等壹批傑出天文學家。郭守敬等人 主持編訂了《授時歷》，研制出了簡儀、仰儀、圭表、景符、闚幾、正方案、候極儀、立運儀、證理儀、定時儀、日月食儀等十幾種天文儀器。《授時歷》 將壹年分為 365.2425日，廢除了我國編歷的傳統辦法上元積年日法，采用了近世截元法，是人類歷法史上的壹大進步。此歷於至元十七年（1280 年）頒 行，壹直延用了400多年。
2.數學方面
元代是我國數學發展的高峰期，湧現出了壹批傑出數學家及其著作。如李冶及其《測圓海鏡》、《益古演段》；朱世傑及其《算學啟蒙》、《四元 玉鑒》；蒙哥對古希臘偉大數學家歐幾裏得《幾何原本》的研究；李冶提出的天元術（即立方程的方法）及朱世傑提出的四元術（即多元高次聯立方程 的解法），是具有世界性影響的新成就。算盤在元代也初具規模。
3.農牧業方面
刊行了《農桑輯要》、《農書》、《農桑衣食撮要》等三部書，標誌著 元代農牧業方面所取得的成就。《農桑輯要》由元政府主持編纂，全書分七卷十篇，對元及其以前的作物栽培、牲畜飼養做了總結，並保存了大量古農 書資料，對推廣農牧業技術，指導農牧業生產有重要作用。《農書》為著名農學家王禎所著，全書分“農桑通訣”、“百谷譜”、“農器圖譜”三大部 分。王禎認為要不違農時、適時播種、因地制宜、及時施肥、興修水利才是取得農業豐收的保證。其中關於棉桑種植具有現實意義。繪制了 306 幅各種農具、農業機械圖，對提高耕作技術有顯著作用。《農桑衣食撮要》為畏兀兒族農學家魯明善所著。此書重在實用，按月記載農事活動，特別還涉及到遊牧生產，可補《農桑輯要》及其它古農書之不足。
4.醫藥學方面
史稱“金元四大家”中有兩位生活在蒙元時期。李杲師承劉完素，強調 補脾胃，創立了“補土派”，著有《脾胃論》、《傷寒會要》等。朱震亨拜羅知悌為師，發展了劉完素火熱學說，主張以補陰為主，多用滋陰降火之劑， 後人稱其為“滋陰派”，著有《格致余論》、《局方發揮》、《傷寒辨疑》等書。外科骨傷科方面成就更為突出，危亦林在麻醉與骨折復位手術上有創 新。滑壽精於針灸。另外，少數民族醫藥學傳入中原，湧現出了薩德彌實（蒙古族）、愛薛（回族）等少數民族醫學家。
5.食療養生學方面
食療學方面以蒙古人忽思慧的《飲膳正要》，元政府編纂的《居家必用事類全集》，賈銘的《飲食須知》，倪雲林的《雲林堂飲食制度集》為代表。《飲膳正要》作為我國第壹部食療營養學著作，舉凡 314 種飲食品種，詳細介紹了其制作過程、烹調技藝、避忌適宜及其醫療作用，在中國食療營養史上占有重要地位。養生學方面以長春真人邱處機關於養生的論著，李道純關 於氣功養生的專著《中和集》，李鵬飛的《三元延壽參贊書》，蕭廷芝的《金丹大成集》為代表。
6.地理學方面
《元壹統誌》的編纂、河源的探索、《輿地圖》的問世及大批遊記類著作的出版是其主要成就。《元壹統誌》由政府主持，紮馬魯丁、虞應龍具體 負責。該書對全國各路府州縣的建置沿革、城郭鄉鎮、山川裏至、土產風俗、古跡人物均有詳細描述，具有較高史料價值。至元十七年（1280 年），忽必烈命女真人都實探求黃河河源，認為星宿海（火敦腦兒）即河源，比較接近 實際。潘昂霄還據此撰成《河源誌》。道士朱思本考察了今華北、華東、中南等廣大地區地理形勢，參閱《元壹統誌》等地理學著作，以“計裏劃方” 法，繪制成《輿地圖》，成為元朝地理學及中國地圖史上劃時代的人物。遊記類地理學著作有耶律楚材《西遊錄》，李誌常整理的《長春真人西遊記》， 周達觀《真臘風土記》，汪大淵《島夷誌略》等，對我國及國外的地理地貌、風土人情、貿易來往等頗多描繪，頗具史學價值。
7.建築學方面
元代疆域擴大，城市經濟繁榮，為建築學發展提供了條件。元代新建或修繕的城市有元大都、元上都、和林城、集寧路城、應昌路城等。元大都是 當時世界上規模最大、最宏偉壯觀的城市之壹。另外，由於元代推行宗教信仰自由政策，佛教與伊斯蘭教建築技術也大量湧入中原。佛教建築以今山西 洪洞縣的廣勝寺與大都妙應寺白塔為代表，伊斯蘭教建築以今北京、杭州、西安等地的清真寺為主。這些建築已開始了與中國傳統建築布局、技術融合的趨勢。具有北方草原遊牧民族風格的蒙古包也受到各族人民喜愛。
另外在火炮術方面，元代研制出了我國兵器史上第壹個金屬管形射擊火器——火銃。陶瓷術方面繼承宋代諸窯燒制技術，形成自己特色，花色品種增加，成為對外貿易的重要商品。印刷術、造船術、航海術、水利工程技術 等方面也有很多新的成就。