郦道元从小志于地理学研究。由于当时地理著作不够完备，所以他在各地做官之际进行实地考察，最后以《水经》为蓝本，完成《水经注》。《水经注》为陆地水文地理，他以水道为纲，详细描绘其本身性质与周边环境，为中国古代地理学做出杰出贡献。《水经注》不仅讲河流，还详细记载了河流所经的地貌、地质矿物和动植物。《水经注》中记载了许多古生物残骸化石和遗迹化石，渭水上游成纪县（今甘肃庄浪）僵人峡还有人类化石。后世可以从中了解古代的耕作制度、古代植物种类和植被分布，动物的地区分布及其活动的季节怙，以及古人如何利用它们取得经济效益。

贾思勰为北魏农学家，家境较为富裕，他面对当时的天灾人祸及连年饥荒，主张重视农业，并以齐民谋生为己任，所以决定写出一本农书。他所写的《齐民要术》在中国或世界的农学史上均占有重要地位。《齐民要术》以当时黄河中下游地区，特别是山东地区为重点。描述当时农业生产概貌，并介绍中国传统农业细耕和多种经营方法和包括食品加工技术在内的农业科技的高超水准。书中正文分成10卷，92篇，收录1500年前中国农艺、园艺、造林、蚕桑、畜牧、兽医、配种、酿造、烹饪、储备，以及治荒的方法。援引古籍近200种，其中《氾胜之书》、《四民月令》等汉晋重要农书现已失传，后人可以从此书了解的汉晋时期的农业运作。这是经营庄园的地主和农民所需的知识，也是北朝农业技术发展的重要指标。

祖冲之为刘宋人，家族历代成员大多熟悉天文历算，所以祖冲之从小对天算有兴趣。他平生著作丰富，天文方面有《上“大明历”表》、《驳议》；数学方面有《缀术》、《九章术义注》、《重差术》。他写有《安边论》一文，建议朝廷开垦荒地，发展农业，安定民生，巩固国防。祖冲之的主要成就在数学、天文历法和机械制造三个领域，在张衡、刘徽的基础上，将圆周率数值精准到小数点后七位数字。他是世界上第一个将“岁差”数值记入历法运算中，他还将置闰规则修整，这是唐代之前最好的方法。祖冲之和他的儿子祖暅共同提出推算球体体积的公式，称为“祖氏定理”，比西方早一千年以上。在机械方面，制作出指南车、木牛流马、千里船（即脚踏轮船）、水力运转的水碓磨，以同一原动轮带动碓和磨作功。

北朝张子信初步发现了日行盈缩的规律。北魏末年，张子信避葛荣兵乱而隐居海岛，用圆仪测天三十年。大约在565年前后，他发现关于太阳运动不均匀性、五星运动不均匀性和月亮视差对日食的影响的现象，并且提出计算方法，在中国古代天文学史上具划时代的意义。经由张子信的学生张孟宾、刘孝孙等人的努力，这三大发现及其计算方法在孟宾历和孝孙历576年中大约已被应用。

南朝医学发达，有名的有南梁的徐之才与姚僧垣。徐之才为医学世家，他随梁豫章王萧综投奔北魏后获北魏皇帝重用。他对本草药物及方剂研究较深，撰有《药对》及《小儿方》。对妇科也有一定的见解，其《逐月养胎法》实本自先秦时期《青史子》中胎教法而作，对于孕妇之卫生及优生均有重要意义。徐氏一家由南仕北，对于南北地区医药之交流，也有积极的意义。姚僧垣，曾多次为梁武帝、梁元帝治病。之后因为战乱投奔北周，为北周大臣医治疾病而出名，其治病药方留存到唐代，成为治疗“气兼水身面肿”的重要药方。此外，较重要的医学学者有陶弘景，撰有反映汉末以来医药发展的《本草经集注》（今存第一卷）、《名医别录》（附入《本草经集注》，已佚）等医籍。