天文学上，一些天文学家根据实际观测，修正和发展了历代对天体运动的认识。如岁差，由于太阳、月亮和行星对地球赤道突出部分的摄引，使地球自转轴的方向 不断发生微小变化，使得冬至点在恒星间的位置逐渐西移，每年的移动值就叫做岁差，东晋时的虞喜首先提出了岁差的概念，并对岁差进行了探讨，他根据历史记录 进行推演计算，提出了每50年向西移动一度的岁差值，经过他的开拓后，后世的天文学家就不断地在修正岁差的数值。再如太阳、五星的运动，北齐的天文学家张 子信在海岛上利用浑仪对日月五星进行了长达30多年的观测，从而发现太阳和五星运动的不均匀性，虽然他的解释并不正确，但是为后人的思考提供了思路。通过 大量的实际观测，一些天文数据逐渐准确，19年7闰的历法进一步精确，在大明历中提出了每391年设置144个闰月的看法，使回归年的长度得到了更 为精密的结果，回归年的长度是365.2428148日，比现今的推算仅差了46秒。
魏晋南北朝时期的数学取得的成就也较大，数学体 系的内容逐渐充实，在数学家中，最为著名的是刘徽和祖冲之。刘徽通过“割圆法”对圆周率进行推算，这种发放把极限的概念运用来解决实际问题，刘徽推算了两 个圆周率的数值，一个是3.14，另一个是3927/1250（相当于3.1416）这些数据是当时世界上最准确的数据。南北朝时期的祖冲之，在刘徽成果 的基础上，把圆周率的计算推到了古代世界的最高峰，他运用“割圆术”，求出了精确到第七位数的圆周率，即圆周率在3.1415926和3.1415927 之间，祖冲之还得出了两个用分数表示的圆周率数值，一个是355/113，一个是22/1，前者称为密率，后者称为约率。除了圆周率之外，祖冲之还创立了 球体体积的公式，在研究过程中，他还运用了立体几何的一条公理：“等高处截面积相等的两个立体，其体积必相等”。
魏晋南北朝的道教盛 行炼丹，道士在炼丹的过程中，发现了物质变化的各种现象，并对其中的某些规律进行了探讨。炼丹家在《周易参同契约》中说明汞不易粘附其它物质，会形成汞珠 到处流动，具有较强的挥发性。有些道士还汞能与铅形成汞铅齐，来固定汞不易控制的性能。从道士留下的一些炼丹方子中，还可以知道，当时已经利用消石（硝酸 钾）和醋的混合液来溶解黄金。在炼丹中，道士们还发现了一些化学反应，丹砂（硫化汞）可以炼成金属汞，金属汞与硫黄加热则成了黑色硫化汞，再升华就是红色 硫化汞的结晶，在实践中，他们还掌握了铁对铜盐的置换反应。
在魏晋南北朝的史料中，人们还发现了指南车的机械结构，指南车以简单的结 构，就能使木人的手臂始终指向南方，关键在于传动机构或联或断的设计，当车辆偏离正南方向时，如向东，车辕的前端向左移动，而后端就向右移动，即将右侧的 传动齿轮放落，使车轮的转动能带动木人下大齿轮向右转动，恰好抵消车辆向左转弯的影响，使木人指南的方向不变。