万历三十二年（1604），徐光启考中了进士，成为翰林院的庶吉士。他原以为可以施展抱负、报效朝廷了，但当时的万历皇帝沉湎于酒色，根本不理朝政，对于徐光启上疏提出的改革意见不闻不理。于是，徐光启便和当时已获准在北京传教的利玛窦密切往来，他们合作翻译了欧几里得的《几何原本》、《泰西水法》等科学着作，介绍了西方的科学知识。但徐光启最重要的贡献还是他编写的《农政全书》。该书共六十卷，六十多万字，书中用科学的方法对农事、农器等农业生产问题，以及生产技术、农业政策、制度和病虫害防治等都做了全面的论述。为了写作《农政全书》，徐光启花费了几十年的心血，刻苦钻研、亲身实践，总结了中国历代农业技术经验，反映了明代农业方方面面的最新发展，因此，这部农书可称得上是一部集我国古代农业科学之大成又吸收了西方科技知识的珍贵的科学着作。
医药学方面的集大成者则是李时珍的《本草纲目》了。李时珍，字东璧，湖广蕲州（今湖北蕲春）人。他家世代行医，李时珍从小就受此熏陶，喜爱读医书。他曾三次参加乡试都未中，就决心继承家学，一心学医了。在行医的过程中，他发现很多药学书中有很多错误，有的分类混乱，有的遗漏了药品，特别是其中许多有毒性药品，竟被认为可以“久服延年”，这势必遗祸无穷。于是，他决心重新编纂一部本草书籍。嘉靖三十一年（1552），三十四岁的李时珍开始潜心编着《本草纲目》。为了避免错误，写好这部书，李时珍穿上草鞋，背起药筐，在徒弟庞宪、儿子建元的伴随下，远涉深山旷野，遍访名医宿儒，搜求民间验方，观察和收集药物标本，描摹图像。每到一地，李时珍就虚心地向当地人请教，那些采药的、种田的、捕鱼的、打猎的人也都热情地帮助他了解各种各样的药物。比如芸苔，是一种常用药。但它究竟长得什么样？《神农本草经》中说得不明白，各家注释也搞不清楚。李时珍就是在一位种菜老人的指点下观察了实物，才知道芸苔原来就是油菜。还有一种蕲蛇，它在治疗风痹、惊搐等疾病时有特效，但这种蛇很少见，平时蛇贩子贩卖的多是假的，李时珍为了能亲眼观察蕲蛇，就请捕蛇人带他上山。捕蛇的人告诉他，蕲蛇牙尖有剧毒，人一旦被咬伤，就要立即截肢，否则就会中毒而死。但李时珍置危险于度外，坚持上山。在捕蛇人的帮助下，终于亲眼看见了蕲蛇，并看到了捕蛇、制蛇的全过程。由于有这样切实的调查，李时珍的《本草纲目》对药物的描写简明准确，而且还对前人的药物研究作了总结，把我国药物学研究提高到新的阶段，曾经被达尔文引用，至今仍为世人瞩目。
宋应星，字长庚，江西奉新人。他二十八岁时考中举人，但在会试中五次都不中，于是放弃了科考，转而投入对实际的生产技术的研究。明代的手工业门类齐全，发展规模和技术水平都超过前代。宋应星经过对生产实践的实际调查，着手编写了一部全面系统介绍我国古代农业和手工业生产技术和经验的巨着——《天工开物》。全书分三编，十八卷，内容涵盖农作、农业机械、制盐、榨油、养蚕、纺织、五金、陶瓷、采矿、造纸、兵器等，更可贵的是收集了很多生产过程和技术设备的重要数据，还配有一百二十三幅插图。《天工开物》刊行后，很快被日本翻刻，后又被译成多国文字，影响极大。它的法文译者儒莲称赞此书为“技术百科全书”。
最后，还有一位奇人，他着就了一本奇书。他就是在我国地理学上作出突出贡献的徐霞客。徐霞客，名宏祖，字振之，别号霞客，南直隶江阴（今江苏江阴）人。出身在官宦富贵之家，自幼受到良好的家庭教育。家中藏书丰富，使他从小就能博览古今书籍，而他也聪明过人，过目不忘，下笔成章。但毕竟出身世家，青年时的徐霞客也曾走过科举之路，然而仕途的大门没有向他打开。几次应举失败之后，徐霞客下定决心挣脱科举的枷锁，重新埋头于他真正感兴趣的书籍之中，而他越来越被书上所描绘的壮丽山河所吸引，同时也发现前人所写的地理书中，由于缺乏实地勘察，存在很多错误，于是，他决心用自己的双脚踏遍祖国山川，实地考察，去探索大自然的奥秘。徐霞客的理想得到母亲王夫人的赞许和大力支持，她鼓励儿子“好男儿志在四方”，在徐霞客初次出游时，特地为他缝制了“远游冠”，还曾在自己七十三岁高龄时陪同儿子一起游历了荆溪、句曲（今江苏宜兴一带）。每次徐霞客考察归来，给母亲和亲朋讲自己的所见所闻、各地风土人情以及灵怪惊险之举时，别人都吓得说不出话来，母亲却总是听得津津有昧，发出朗朗笑声。
在当时的条件下，外出旅行可不是件容易的事情。徐霞客以惊人的毅力和健壮的体魄，跋山涉水，披荆斩棘，攀悬崖、穿隧洞，风餐露宿，而且不信鬼邪，勇敢无畏。一次，他在湖南茶陵想考察当地的麻叶洞，消息传出，轰动了周围的乡亲，当徐霞客准备下洞时，众人密密麻麻地把洞口包围起来好心地劝他，有人说：“洞中有神龙。”有人说：“洞中有精怪，不会法术的人是不能下去的。”大家都为徐霞客担心。然而徐霞客毫不畏惧，他从容地脱下衣服，拿着火把下洞探察。他在洞里考察了很久，一直到火把快烧完才出来。围在洞口的百姓看他安全出洞，都十分惊奇，说：“我们等了好久，以为你一定是给妖精吃了呢。”而就此使乡亲们的疑惑和担心烟消云散，众人对徐霞客无不敬佩得五体投地。
历经三十余年，徐霞客一路上刨根溯源，足迹遍及华东、华中、华南和西南各省，他将所见所闻以日记的形式记录下来，后来会集成书，即为《徐霞客游记》。书中对各地山川源流、地貌、地质、气候、物产、民俗都作了详细的探究和广泛的叙述。特别是其中关于我国西南地区石灰岩岩溶地貌（即喀斯特地形）特征的记录和研究，是世界上有关研究最早的记载，而徐霞客是世界上对岩溶地貌进行大规模考察的第一人，比欧洲人早了二百多年。
经世致用
明清易代之际，偌大的明王朝竟如此不堪一击，在农民大起义的风暴中顷刻土崩瓦解。而清朝入关后，为统一全国又进行了近二十年的征战，社会凋敝，人民困苦。这些无不强烈地刺激着广大的知识分子。在历史转变的进程中，他们开始总结明朝灭亡的教训，探寻天下治乱的根源；他们反对明末浮夸空谈的学风，强调实践、实行、实事，讲求“经世致用”，把学术研究的范围从经学扩展到自然和社会，形成了清初学术界的繁荣风貌，其中的代表人物就是清初交相辉映的三位着名思想家——黄宗羲、顾炎武和王夫之。
黄宗羲（1610～1695），字太冲，号南雷，浙江余姚人，被学者们尊称为梨洲先生。他的父亲黄尊素，是明末东林党中的着名人物，天启年间被魏忠贤阉党杀害。为替父报仇，十九岁的黄宗羲身藏铁锥，怀带状纸，只身来到京城为父鸣冤。此时，魏忠贤已死，在审理的厅堂上黄宗羲用锥子猛刺杀父仇人，打得阉党奸臣遍体鳞伤，他为国除奸的勇敢行为传遍北京城，他又在大狱门前祭拜父亲，哭声如雷，甚至传到宫中，当时的崇祯皇帝也为之感动，赞叹他为“忠臣孤子”。
在父亲的影响和支持下，黄宗羲从小就好学深思，最讨厌写八股文章，而喜欢看诸子百家的书籍，最爱读史书。遵照父亲的遗命，他拜明末理学大师刘宗周为师，关心时政，主张博古通今，经世致用。崇祯中期，阉党势力图谋再起，黄宗羲率先作《南都防乱公揭》，揭露阉党行为，成为士子们与阉党斗争的领袖。清顺治二年（1645），清军南下，南明弘光政权崩溃，黄宗羲在家乡招募了数百名弟子，组成“世忠营”，追随鲁王抗击清军，鲁王政权授他以监察御史兼职方之职。后来，兵败返回故里，闭门不出，专心着述，至死不到清廷为官。
黄宗羲学术研究领域极广，成就丰富，他一生留下了许多着作，主要有：《南雷文定》、《南雷诗历》、《明夷待访录》、《明儒学案》、《宋元学案》、《匡庐游录》和《思旧录》等。而他的史学造诣尤其深厚，开创了以史学研究见长的浙东学派。在他六十六岁时完成了中国第一部系统的学术思想史专着《明儒学案》的编纂。他身历明清易代的风云变幻，认为“国可灭，史不可灭”，所以他写就的《明儒学案》，搜罗极广，注重论史的方法，强调真实可信，对明代三百年的学术史作了系统的排比，简明扼要地介绍各家各派二百多位学者的言行和学术思想，并加以评论。系统地总结了明代学术的发展脉络、学派间的师承关系和演变状况。书成之后，备受学术界推崇，而此书的问世，还在中国史学的百花园中创立了一种新的史书体裁——学案体，在中国史学史和思想史上都占有极其重要的地位。
黄宗羲一生勤奋好学，他具有民主性的政治思想，对当时和后世都产生了很大的影响。他众多的各类着作，也极大地丰富了祖国的文化宝库。他是明清之际一位伟大的爱国学者、启蒙思想家和一位杰出的历史学家，而这些都是与他勤奋刻苦的读书分不开的。
顾炎武初名绛，学名继绅，字忠清。明朝灭亡以后，因景仰南宋民族英雄文天祥的门生王炎午的忠贞品格，而将自己的名字改为炎武，字宁人，是江苏昆山人。因为他的家乡有一个亭林湖，学者们也称他为亭林先生。顾氏本是江东望族，祖先世代明朝为官，到了他出生的时候家道已然中落，顾炎武从小过继给他叔祖的儿子，在嗣母王氏的抚养下长大成人。他十岁起，就跟随祖父读书并受到过比较严格的儒家教育，而他的嗣母王氏勤俭、爱读书，这些都深深熏陶了顾炎武幼小的心灵，对他以后人格的培养和立志向学都产生了深刻的影响。
清兵在南下的进程中曾大肆屠杀江南人民，顾炎武在家乡参加了抗清斗争。昆山城陷落，他的嗣母王氏得知后绝食十天，以身殉国，临终留下遗言给顾炎武：“无为异国臣子，无负世世国恩。”嗣母的壮烈行为极大地震动了顾炎武，成为他一生的信条，一生都不与清廷合作。为避仇家陷害，他改名蒋山佣，开始了他的颠沛流离的游历生涯。在那国破家亡的岁月里，他北上山东、山西、河北，策马于河北边塞十余年，对河北的形胜之地做了广泛的实际调查，写就了《营平二州地名记》、《昌平山水记》等许多军事地理名着。最终定居在陕西华阴，他在华阴买了五十亩土地，垦荒置田，直至去世。
康熙十年（1671），内阁大学士熊赐履邀请顾炎武入修明史馆，被他拒绝。康熙十七年（1678），开博学鸿词科，征举海内名士，同乡叶方霭等人联合举荐他出来，又被顾炎武回信严词拒绝。第二年，编修明史，熊赐履派了两个差人来到华阴，请顾炎武到北京做他的助手，顾炎武毫不迟疑以死自誓，拒绝被招。作为一个江南文人，顾炎武竟然在北方居住生活了达二十多年，游历北方大地，一则是被迫，而想乘机推翻满清统治更是他至死不渝的信念，以死明志的气节为众多志士仁人景仰和传颂。而他的学问更是开创了清初朴学的先河。顾炎武强调实用主义，反对理学的“明心见性”，对明朝后期的所谓心学，做了深刻的批判，提出“君子为学，以明道也，以救世也。徒以诗文而已，所谓雕虫篆刻，亦何益哉？”顾炎武是一位继往开来、扭转一代风气的杰出学者。他的政治思想，他的民族品格，为晚清的资产阶级革命起到了引导作用，资产阶级革命家章炳麟在反对清朝政府的时候，自己署名章绛，就是顾炎武的初名，可见顾炎武思想的影响力之深远。
在反对明末空谈学风的实学大家中，如果说黄宗羲和顾炎武是其摧毁者，那么真正毁后重建学术体系的，在三大家中学术最为博大精深的就是王夫之了。
王夫之，字而农，号畺斋，湖南衡阳人。他晚年隐居在衡阳的石船山下，被学者们称为船山先生。明朝灭亡，他的父亲被张献忠的大西军俘获作为人质，王夫之自己用刀在身体上刺上数刀，前去以自己之身换回父亲。大西将士被感动，将他父子都放了回来。清军占领湖南后，王夫之又在衡山举兵起义，阻击清军南下，但战败而逃。他投靠了桂林瞿式耜，瞿式耜把他推荐给桂王朱由榔。但南明的永历小朝廷政治腐败，仍旧党争不断，王夫之因上书弹劾吴党王化澄，几陷大狱。后来，他又回到桂林依附瞿式耜，瞿氏殉难，王夫之看到反清复明的希望破碎，决心隐遁。他辗转在湘西等地，窜身瑶洞，伏处深山，逃避清廷的追捕。康熙年间，民族压追政策放宽，王夫之才得以在衡阳定居下来，从此一面教书维持生活，一面刻苦研究，勤恳着述，历四十年始终没有剃发，其爱国气节和刻苦精神，至死不渝。
王夫之在天文、历法、数学、地理等方面均有研究，尤精于经学、史学和文学。而他的哲学思想是中国古代唯物主义哲学的高度总结和发展。他提出了唯物主义的自然观，揭示出“分一为二”和“合二以一”的朴素辩证法，以及唯物主义的反映论和进步的历史观。在知、行关系上，强调行是知的基础，反对陆王“以知为行”和禅学家“知有是事便休”的论点；此外，他还全面深刻地阐明了名与实的关系，强调“名从实起，言必拟实”，反对知实而不知名，也反对知名而不知实。他还擅长诗文、词曲，论诗多有独到之见，后人将他的着作编为《船山遗书》，其中的《周易外传》、《尚书引义》、《读四书大全说》、《张子正蒙注》、《思问录内外篇》、《黄书》、《噩梦》等，在思想史上尤具重要意义。