Большие успехи были достигнуты в развитии практической механики. Это оригинальный оружейный завод по проекту М.В. Сидорова, машина Якова Батищева по обработке ружейных стволов и машины для ковки ствольных досок. Практически значимые изобретения были сделаны выдающимся русским механиком Андреем Константиновичем Нартовым. В историю русской техники он вошел как изобретатель токарных, токарно-копировальных, зуборезных и винторезно-суппортных станков. Также он создал новый способ отливки трехфунтовых мортир, оптический прицел, и другие блестящие изобретения. Несмотря на то, что это были выдающиеся изобретения, общий технический уровень западных стран был выше, чем в России.
Наибольшее развитие в Петровскую эпоху получили отрасли прикладной науки, необходимые для создания сильной армии и флота, обеспечивающие успешную внешнюю политику, подъем промышленности и торговли. Это обусловило быстрое развитие таких отраслей естественных наук, как география, геология, картография, этнография, ботаника. С начала века велось активное изучение природных ресурсов страны, имевшее в первое время чисто практическое значение. Изучение земных недр и природных ресурсов было необходимо для строительства новых заводов для выплавки чугуна, меди и серебра. Были открыты залежи каменного угля в районах Подмосковья, Дона и Кузнецка. Велись работы по разведке бакинской нефти. Русские рудознатцы открыли богатейшие залежи железной руды на Урале, давшие необходимый в период Северной войны металл. В Забайкалье были найдены залежи серебра.
Накопление научных знаний способствовало развитию технической мысли. В петровское время механик А.К. Нартов изобрел ряд оригинальных станков и различных конструкций, в том числе токарно-копировальный станок, оптический прицел и многое другое. В то же время большинство отечественных достижений не использовалось, предпочтение отдавалось европейской технике.
Гуманитарные науки в первой четверти XVIII века развивались не так интенсивно, тем не менее, и здесь были достигнуты некоторые успехи.
Большой вклад в развитие отечественной науки внес М.В. Ломоносов. Он сделал целый ряд блестящих научных открытий в совершенно разных областях научных знаний. М.В. Ломоносов сформулировал общий закон сохранения материи и движения, создал учение о теплоте, как о молекулярном движении. Благодаря его трудам, Рихмана и других ученых шло становление отечественной физики. М.В. Ломоносов стал одним из основоположников физической химии. Он открыл закон сохранения массы вещества при химической реакции, заложил основы теории атомно-молекулярного строения вещества. Создал первую в России химическую лабораторию.
М.В. Ломоносов написал ряд известных научных работ, в частности: «Слово о пользе химии» (1751), «О явлениях воздушных, от электрической силы происходящих» или «О происхождении атмосферных элементов и о борьбе с ними» (1753); «О происхождении света, новую теорию о цветах представляющее» (1756) и «Явление Венеры на Солнце наблюденное» (1761).
М.В. Ломоносов был и талантливым изобретателем, он спроектировал и создал огромное количество приборов, которые позволили ему сделать ряд крупных научных открытий, в том числе перископ и метеорологический самописец.
В минералогии он сделал целый ряд выдающихся научных открытий. Написал блестящие исследования «О вольном движении воздуха, в рудниках примеченном» (1745) и «О рождении металлов от трясения Земли» (1757). Опубликовал знаменитый университетский учебник «Первые основания металлургии, или рудных дел» (1757), а также ввел в научный оборот такие понятия, как «атмосфера», «горный хребет», «удельный вес», «чернозем» и другие.
М.В. Ломоносов указывал на необходимость и реальную возможность освоения морского пути по Северному Ледовитому океану. Свое понимание этой проблемы он изложил в работе «Краткое описание разных путешествий по северным морям и показание возможного проходу Сибирским океаном в Восточную Индию» (1763).
М.В. Ломоносов всегда уделял огромное внимание подготовке и выдвижению национальных кадров для русской науки. Поэтому, помимо своей научной деятельности, он постоянно читал лекции студентам Петербургской Академии наук и Московского университета. Во многом благодаря ему русская научная мысль обогатилась открытиями и трудами видных математиков М.Е. Головина и С.К. Котельникова, астронома С.Я. Румовского, географа И.И. Лепехина, биолога А.М. Шумянского, минеролога В.М. Севергина, филолога и лингвиста А.А. Барсова, правоведов и философов С.Е. Десиницкого и А.Я. Поленова и многих других выдающихся ученых.