Ломоносов оставил глубокий след во всех областях знания. Но прежде всего он был естествоиспытателем, физиком и химиком. Наиболее выдающимся его достижением стал сформулированный им закон сохранения материи и движения, являющийся одним из основных законов природы. В последующее время закон был уточнен и дополнен, но в сущности своей остался верным, потому что правильно отражал материалистический взгляд на мир. Много сил и энергии Ломоносов отдал атомно-молекулярной теории строения вещества. Она зародилась еще в древности, однако в течение многих веков носила умозрительный характер, не подкрепленная опытом. Ломоносов дал ей научное и опытное обоснование, создав новую науку, физическую химию, которая при объяснении физических и химических явлений исходила из взаимодействия атомов. Одним из важных его открытий было установление причин возникновения тепла и тепловых явлений. Исходя из теоретических посылок и данных опыта, он пришел к выводу, что теплота является результатом движения и взаимного трения внутренних частиц, из которых состоит вещество. Его теория теплоты отвергала признававшееся наукой того времени существование особого вещества, так называемого «теплорода», и тем самым на место вымышленных ставила действительные физико-механические связи и взаимодействия в природе, хотя и упрощенные с сегодняшней точки зрения.
Ломоносов внес большой вклад и во многие другие отрасли тогдашней науки и техники. Он занимался теорией газов и электричества, выдвинув здесь ряд гипотез о характере электрических явлений в атмосфере. В астрономии он открыл в 1761 г. атмосферу Венеры, опередив на 30 лет В. Гершеля и Шретера, изобрел новую оптическую трубу для астрономических наблюдений. В метеорологии он создал целый ряд методов и приборов, намного опередивших свое время (самопишущие инструменты, новый термометр и др.). В геологии разрабатывал вопросы движения земной коры, происхождения гор и землетрясений, образования металлов и др. Большой вклад Ломоносов внес в изучение экономики и географии России. В своих сочинениях он неизменно выступал за всемерное развитие промышленности и торговли. Он придавал большое значение изучению Северного морского пути, для чего им была подготовлена специальная экспедиция.
Ломоносов был величайшим из русских ученых XVIII в. и получил признание не только у потомков, но и у современников. Великий математик Л. Эйлер писал: «Желать должно, чтобы и другие члены Академии в состоянии были произвести такие откровения, какие показал г-н Ломоносов». А вот как характеризовал Ломоносова Пушкин: «Он создал первый университет. Он, лучше сказать, сам был первым нашим университетом». Ломоносов являл собой ученого мирового значения. Его исследования в ряде отраслей на целое столетие опережали современную ему науку и были оценены по достоинству только позднее.
В Академии наук работали и другие русские ученые, которые оставили заметный след в истории науки. Среди них нужно назвать астронома и математика С. Я. Румовского, химика Н. П. Соколова, математика С. К. Котельникова, географов С. П. Крашенинникова, И. И. Лепехина и др.
Наряду с Петербургской Академией наук в дальнейшем появляются и другие крупные научные центры. Одним из них стал открытый в 1755 г. Московский университет. В нем работали профессора медицины Н. М. Максимович-Амбодик и С. Г. Зыбелин, профессор ботаники П. Д. Вениаминов, профессора права С. Е. Десницкий и И. А. Третьяков, профессор философии Д. С. Аничков, физик В. В. Петров и др. В 1783 г. была основана Российская академия, главной задачей которой являлось изучение русского языка и литературы. Ее возглавила разносторонне образованная и талантливая Е. Р. Дашкова, ставшая незадолго до этого и президентом Петербургской Академии наук. Членами Российской академии были крупнейшие писатели того времени Г. Р. Державин, Д. И. Фонвизин, М. М. Херасков, ученые М. М. Щербатов, И. Н. Болтин и др.
Наибольшие успехи русской науки в XVIII в. были достигнуты в области естествознания и математики. И это не было случайно, так как стремительный рост экономики, превращение России в морскую державу требовали развития именно этих наук. Огромное значение в этом плане имели научные экспедиции, проведенные в XVIII в. Крупнейшим исследовательским предприятием была первая (1725–1730 гг.) и особенно вторая (1733–1743 гг.) Камчатские экспедиции, возглавляемые капитаном Витусом Берингом. Научные и практические результаты их поразительны — открыт пролив, разделяющий северо-восточную часть Азии и Северную Америку, названный именем руководителя экспедиции, подробно исследована Камчатка, нанесены на карту Курильские острова, собраны богатые материалы о природных условиях и истории Сибири. Многие годы шла обработка экспедиционных материалов, и в результате были получены ценнейшие данные о растительном и животном мире, географии и минералогии, истории и этнографии местных народов. Участник второй экспедиции С. П. Крашенинников по ее итогам создал выдающийся двухтомный труд «Описание земли Камчатки», вскоре переведенный на английский, немецкий, французский и голландский языки. Широкие географические исследования позволили Академии наук создать в 1745 г. «Атлас Российский» (19 больших карт), подобный которому из всех европейских государств имела к этому времени только Франция. В дальнейшем, в конце 60 — начале 70-х годов, организуется серия академических экспедиций, охвативших Поволжье, Урал, Алтай, Сибирь, Кавказ. В них приняли участие известные ученые П. С. Паллас, С. Г. Гмелин, И. И. Лепехин, Н. Я. Озерецковский и др. Экспедиции собрали богатые материалы по ботанике, зоологии, этнографии и археологии, которые не потеряли значения и в настоящее время.
Из гуманитарных наук наибольшее развитие получает история. Именно в это время из исторического познания она превращается в историческую науку. Это связано с созданием во второй четверти XVIII в. В. Н. Татищевым многотомного труда «История Российская», в котором он порывает с провиденциализмом в объяснении исторических явлений и освещает отечественную историю с позиций рационалистической философии. Во введении к своему труду он определяет предмет науки истории, дает характеристику источников и методов работы с ними, намечает периодизацию отечественной истории, в основу которой положена история самодержавия. Серьезным вкладом в историческую науку были труды Ломоносова. Им был подготовлен первый том «Древней Российской истории», он вел борьбу с так называемой «норманнской теорией», в искаженном виде рисующей происхождение древнерусского государства. Он ставил перед историей не только чисто познавательные, но и патриотические и воспитательные задачи, высказывал мысль о роли народных масс в историческом процессе. Большое количество новых и ценных источников по русской истории было опубликовано в 30-ти томах «Древней российской вивлиофики», изданных Новиковым в 1770—1790-х годах. Наиболее крупными историками последней трети XVIII в. были М. М. Щербатов и И. Н. Болтин. Перу Щербатова принадлежит семитомная «История российская от древнейших времен», вышедшая в конце века. Как уже говорилось, он являлся сторонником самодержавия, ограниченного дворянской аристократией. Отсюда его особое внимание к истории боярства, влиянию последнего на характер государственной власти. Обращает на себя внимание его реалистический подход к объяснению причин событий начала XVII в., в частности народного движения — закрепощение крестьян, голод, борьба за власть и т. д. Болтин критиковал Щербатова с позиций рядового дворянства. Из общих положений в его сочинениях привлекает мысль о значении природных условий в истории.
В области языкознания необходимо отметить словарь, подготовленный Российской академией. Работа над ним длилась всего шесть лет, как отмечали современники, срок необычайно короткий, если сравнить с подготовкой аналогичных изданий в западноевропейских странах. И в то же время «Словарь Российской академии» (шесть томов, более 43 тыс. слов) отличал высокий научный уровень. Его очень ценили Н. М. Карамзин, А. С. Пушкин, его большое значение отмечают и современные отечественные лингвисты.
Наряду с наукой заметное развитие получает и техника. Как отмечают специалисты, технический уровень мануфактурного производства вполне отвечал тогдашним требованиям, а в ряде отраслей, например в металлургии, Россия занимала передовые позиции в Европе и мире. В послепетровское время работал целый ряд выдающихся изобретателей, которым по праву может гордиться русская техника. Первым среди них нужно назвать, конечно, И. И Ползунова. В 1766 г., за 20 лет до Джеймса Уатта, на Колывано-Воскресенском металлургическом заводе начала работать изобретенная Ползуновым первая в мире усовершенствованная паровая машина непрерывного действия. Он не дожил до реализации своего великого изобретения, да и само оно не получило распространения и вскоре было забыто. Такая же участь постигла и большинство изобретений другого знаменитого русского изобретателя И. П. Кулибина, который руководил механическими мастерскими Академии наук. Наиболее выдающимся достижением его был проект постройки через Неву одноарочного моста длиной в 298 м. Испытания модели моста, произведенные весьма авторитетной комиссией, в состав которой входил и Эйлер, показали абсолютную точность расчетов Кулибина. Среди других его крупных изобретений нужно назвать оптический телеграф, прожектор, сеялку. Но громкую известность среди современников он получил за создание сложных механических часов в форме яйца, хотя другие его изобретения, конечно, имели неизмеримо большее значение. Р. Глинков изобрел новые текстильные машины: чесальная машина с ручным приводом увеличивала производительность труда в 15 раз, а прядильная с водяным приводом — в 5 раз. Глинков опередил в этой области англичанина Р. Аркрайта.
Как видим, русская наука и техника достигли в XVIII в. крупных успехов. В то же время совершенно очевидно, что господствующий феодально-крепостнический строй тормозил их развитие, особенно внедрение научных и технических достижений в практику.