蒙古部落在唐代是一些技术上非常落后的游牧部落。由于草原地区缺乏铁，有兵无甲，甚至多数箭镞也是骨的。在向西发展时期，从与金和西夏的贸易中得到了铁之后，才进入了铁器时代。成吉思汗在其军事生涯一开始就不断以新技术武装他的骑兵。山西浑源人孙威（～）给他献了一副铠甲，这位惯于弯弓射大雕的一代天骄亲自用强弓也没有射透，随之便封孙威为五路工匠总管。在攻灭了西夏和金的部分州县后，蒙古政权在这里建立了自己的军器、军需手工业工场，生产军队装备和军需品。在兵锋指向西方时，伊斯兰世界的工匠也加入了蒙古帝国的手工业生产行列。蒙古军队在对待反抗的城市居民时经常实行屠戮政策，但惟有能为军事机器出力的工匠会得以幸免。由于大量中亚工匠加入了兵器制造的行业，加上蒙古帝国的版图又扩展到了欧洲，所以，蒙古军队的刀剑和其他武器的制作吸收了中亚和欧洲的风格，工艺考究，加工精良，更加轻便锋利。特别值得提到的是年来到中国的阿拉伯人亦思马因和阿老瓦丁，他们是巨型抛石机——回回炮的制造专家。他们的巨石炮在蒙宋战争中成了宋朝城池的灾星。这二人的家族和后代后来一直担任着元朝“回回炮”制造和使用的首领。正如《黑鞑事略》所记，蒙古人“灭回回后，始有物产，始有工匠，始有器械……灭金虏，百工之事，于是大备”。

蒙古部落不但迅速进入了铁武器时代，而且很快就有了火药武器。这是从金国虏去火器工匠后得到的。成吉思汗在西征时已用上了火罐、火箭、火药炸弹，他的子孙们在进攻南宋时受到了火药武器的打击，但他们自己也在这个时候拥有了火药武器。在进攻巴格达、日本时都使用过火药。而且，忽必烈的元朝把宋的竹管突火枪改进成了金属管形火器。现在发现的世界上最早的这类武器—一铜火铳，便是元帝国时期创造的。金属管形火器相对于用机械抛射的火药炸弹和用弓箭发射的火箭以及用火药推进的原始火箭来说，是最有前途的火器，因为它把火药的动力和杀伤力结合在一起，而且可以直接瞄准并在远距离杀伤敌人。当蒙古帝国衰落之后，东方世界便开始慢慢失去对西方的技术优势。最后，曾受到东方威胁的欧洲人便依靠改进了的火器来进攻东方最古老的帝国。当然，这是成吉思汗去世多年后的事了。

在谈论蒙古帝国的出现时，不能忘记蒙古民族自身的某些优越条件。游牧生活所造就的对新的疆域和土地（草原）的渴望，高超的骑术和在广阔地域机动作战的能力，对艰苦生活的忍耐和承受能力，以及取之不尽、驱之不乏的马匹……这些优点，在装备了强弓硬箭、标枪、刀斧、剑盾和火药武器之后，再由雄才大略的首领来指挥，驰骋于一个不存在任何强大帝国的亚欧大陆上，自然会像一股草原上疾行的狂风。金朝的最后一个皇帝金哀宗（?～）曾认为，蒙古之所以常胜，是由于“恃北方之马力，就中国之技巧耳”（《金史·完颜娄室传》）。显然，没有这两个条件，成吉思汗就不能完成他的征服事业。

与中亚交汇的学术

由于阿拉伯世界的学者大量来到中国，而宋代以来中国科学技术已经相当繁荣，中国传统的科学和技术得到了新的营养，因而在元帝国这样一个民族十分复杂的辽阔国家里，依然有着沿古老的传统向前发展的力量。

元朝建立之前，追随成吉思汗的金国人赵知微和契丹人耶律楚材都曾研究过天文历法。忽必烈的哥哥蒙哥大汗幼时曾师从阿拉伯人学习过欧几里得的几何学（由阿拉伯数学家从希腊文摘译成阿拉伯文）。伊尔汗国建立后，旭烈兀（～）派阿拉伯天文学家在伊朗西北部建立了马腊格天文台。许多中国人和西班牙人也在这里呆过。后来蒙古族天文学家乌鲁伯格（～）在撒马尔罕建立了天文台，通过观测，在年编成了《乌鲁伯格天文表》，这个表曾在中亚和欧洲风行一时。

忽必烈在这方面也不甘落后，他曾广泛地搜罗各地名士和科学家。除数学家李冶始终不肯在元朝为官外，金国学者王恂（～）和郭守敬（～）、波斯人扎马鲁丁（元初人）、阿拉伯人爱薛（～）等和一大批东西方学者则聚集到了这个政权之下。元朝时在天文学和数学方面出现了中国和阿拉伯世界两大流派熔于一炉的繁荣景象。

郭守敬是其中的佼佼者。据《元史·天文志》记载，金亡时留在北京的天文仪器已残旧，他被任命负责新仪器的设计和监造。郭守敬在这时大胆而天才地改进了西汉时制出、宋时改造、金时沿用的浑天仪的结构。过去吨多重的铜仪器经过他的改造后结构简单多了，反而能更加方便地观测天象。经他改造过的浑仪结构与原来有很大的区别，实际上是一个地平经纬仪，当时被称为立运仪，现在一般称简仪。除此之外，他还设计制造了另外十几种天文和记时仪器。利用新仪器，郭守敬组织测量了前人未命名的余颗恒星，使记录的星数从以前的颗增加到颗，并编制了当时星数最多的一张星表。在当时的天文仪器中，还有扎马鲁丁制造的六七种中亚人用的天文仪，这些中亚仪器的汉名说明它们和传统的中国天文仪器的功能差不多。据说这位波斯人还在中国制造了第一个地球仪。但不知他是根据什么思想和数据造的，因为当时地球各个部分还没有被人类完全发现，甚至它的球形也只是一些人的推测。但他带来种阿拉伯文的科学书籍则是肯定的，其中之一是希腊人托勒密的《天文集》的译本。

担任太史令的王恂和郭守敬的另一件重要工作是负责主编中国古代最优秀的历法——授时历。这个历的回归年的长度同今天的公历相同。显然，王和郭在数学计算方面已经创造性地应用了阿拉伯人传来的几何学——球面三角方法。郭守敬由于长于数学和天文，继王恂升任太史令。他还主持了元初的几项重要水利工程，发明了以海平面为基准来计算两地间高差的方法。为了一些水利工程设计，郭甚至还亲自上溯考察黄河源。元代黄河源的最先考察在至元十七年（），当时的招讨使都实率人抵达河源，翰林学士潘昂霄按阔阔（都实的弟弟）的叙述，写成了《河源志》一书。自然，西藏并入元朝版图是开展这一探险的政治前提。