西汉时期，数学、天文、历法、医学等都有所发展，特别是造纸术的发明，是中国古代劳动人民对世界文明所作的卓越贡献之一。
一、第一部算学荐作
西汉中期，《周脾算经》成书。这是我国古代第一部算学著作，同时也是一部天文学著作。数学方面，书中已使用了复杂的分数算法和开平方法。还用竿标测日影以求日高、应用的是勾股定理，这是我国应用勾股定理的最早记载。天文学方面，该书是“盖天说”的代表。该派学说认为:天空像斗笠，大地则像翻扣的盆。历代许多数学家都曾为《周脾算经》作注，其中最著名的是唐朝的李淳风。《周脾算经》还曾传入日本和朝鲜，有不少翻刻注释本行世。
二、天文历法
西汉时期天文学非常发达，留下了相当丰富的天象记录。《汉书·五行志》中记载的“日出黄，有黑气大如钱，居日中央”，是世界公认的最早的太阳黑子记录。马王堆汉墓的帛书《五星占》，是我国现存最早的天文学著作，记载了五大行星的运行情况。除天象记录外，西汉的天文学研究也盛极一时。汉武帝时落下闳造浑天仪，宣帝时耿寿昌铸铜为像，以测天象。由此可见，中国是世界上天文学兴起最早的国家之一。汉武帝时，令司马迁、落下闳等人改秦朝的《颛顼历》而作《太初历》，这是中国历法上的一大进步。
太初历三、中医的发展
医学在西汉时期也得到进一步发展。西汉初年，著名的医学家有淳于意等。史书记载，淳于意曾跟随同郡人阳庆学“黄帝、扁鹊之脉书，五色诊病，知人死生，决嫌疑.....”西汉后期的名医楼护长期在长安一带行医，医术相当高明。当时主要以阴阳五行来解释人的生理、病理现象，并进行辨证治疗。中医的独特疗法一一针灸疗法已有发展。年，在河北满城发现的西汉中山靖王墓中，发现了保存完好的4根金针、5根银针，据推测是用于针灸疗法的器械。
中山靖王墓金针四、造纸术的发明
西汉在科学技术上的最大贡献应属造纸术的发明。《汉书·孝成赵皇后传》中有关于纸的描述，这是我国关于纸的最早文献记载。年，在西安灞桥的西汉早期墓葬中，发现过一些用麻类纤维制成的残纸，这是世界上已知最原始的人造纸片。年，在甘肃天水西汉古嘉中还出士一张纸地图。由此可见，西汉时代就已发明了造纸术，但当时帛绢、竹木简还是主要的书写工具。纸的普遍使用，是东汉蔡伦发明“蔡侯纸”之后的事情。