在伊斯兰统治区，科学的成长发生在8至12世纪。在此期间，第一批大学和科学团体在此建立起来。这些机构鼓励学者考查古希腊的文献，尽可能有所改进。他们的态度是尊重有知识的主体。
对化学的兴趣源于这一信念：金子来自更基本的金属（炼金术）。与早期化学观察相关的知识大多来自阿拉伯炼金术师，例如：哈扬（Abu Musa Jabir ibn Hayyan，约721—815），或者以他的拉丁名字杰伯尔（Geber）称呼。尽管炼金术的信念最终把科学家引到了死胡同，但他们在追逐幻想中的金子时却发现了许多物质。炼金术的基本词汇也都是来自阿拉伯文。例如，炼金术（alchemy）这个词本身和蒸馏器（alembic），即加热物质的坩埚，都是来自阿拉伯文。有500多项工作曾经归功于哈扬。但是近来历史学家指出，某些被认为属于哈扬的手稿，反映的时间跨度却是从9世纪直到12世纪。其中详细描述了测定金属特性的实验和化学过程。除了这一观念之外，即通过某些有待发现的过程，其他金属能够转变成金子，他们还探讨了这一理论，说的是所有金属都由两种基本金属——汞和硫黄构成，这个思想原先是由中国古代哲学家提出的。
阿拉伯天文学家表面上极为看重托勒密的宇宙体系，但实际上他们还在做严密观测，并且制作精致的天文学表。这些工作的动机，以及从事三角学、代数和几何学，特别是球面几何学的最初动机来自他们的宗教。祈祷必须面向麦加方向，对于远在西班牙的托莱多或者埃及开罗的信徒来说，这尤其是个挑战。人们必须精确地知道麦加的方向以及准确的时间。还有，阴历和阳历之间的差异在确定节目的具体日期时也带来了麻烦。所以，阿拉伯的天文学家建造了比以前大得多的天文台；其中有一些——后来建造的——今天还耸立于印度的斋浦尔和德里以及中国的一些地方。他们的仪器也高度精确，并且做出了优秀的天文学表。
当基督教的军事力量把阿拉伯居民赶出西班牙时，欧洲科学家们却从他们留下的详尽天文表中获益殊多。一般说来，对天文学的兴趣（对天体的观察）大部分源于占星术。但与此同时，一批实实在在的天文学工作完成了。然而，没有一个占星家对天文表满意，因为失误屡屡不断。他们认为，肯定是计算不精确，或者观测还不够仔细。在世界范围内，天文学家和占星家（实际上他们是一回事）都是如此之肯定，认为错误一定是发生在天文表中，以至于经过好几个世纪他们才认识到，在恒星位置和人类命运之间并没有什么联系。
在光学领域，阿拉伯科学家也作出过原创性的重要贡献。在埃及物理学家海赛木［AbuAli al-Hasan ibn al—Haytham，约965—约1039，也可称之为阿尔哈曾（Alhazen）］之前，科学家们普遍都同意柏拉图的论点，即视线是从眼睛发出的。海塞木正确地推断出，眼睛能够视物是因为光线进入了眼睛。他运用几何学和解剖学解释了视觉的细节，并通过推理和实验作出这一结论。他也许是欧洲人最熟悉的阿拉伯学者了。他在光学上的工作深深地影响了后来所有对光之本性的研究。
在长达几个世纪的动乱中，基督教会为西方世界的整合付出了经久不懈的努力，在此期间，教会赢得了相当的权力，并且控制了大多数西方学者的思想。尽管亚里士多德哲学和官方教义大致吻合，但也存在不少严重和令人不安的分歧。
哲学家阿维罗伊（Averroes，1126—1198）是最重要的亚里士多德思想的学者。他教导说，宗教和自然哲学都是寻求真理的重要方式，但是他怀疑，两者能否融洽地共存于一个单一的体系中。
诸如阿维罗伊这样的阿拉伯学者在中世纪对世界科学的发展起到了关键性的作用，他们不仅有自己的贡献，而且还是知识的保存者和传播者。在中东的巴格达和大马士革、埃及的开罗和西班牙的科尔多瓦，阿拉伯的思想家都热忱地采纳希腊的科学传统、保存亚里士多德及其学生，以及其他希腊思想家的著作。在12—13世纪里，在西班牙和西西里，在穆斯林和基督徒的接触中，许多希腊科学著作为西欧学者所了解，然后从阿拉伯文译成拉丁文（拉丁文是当时欧洲通用的学术语言）。
经院哲学家：停滞不前的一代
在中世纪欧洲，有一批基督教僧侣经常被人们称为“经院哲学家”，这与阿拉伯科学家对亚里士多德的过分推崇不无关系，因为他们把亚里士多德的思想看成是自然界所有知识的基础。用阿维罗伊的话来说，亚里士多德“掌握了全部真理——所谓全部，我指的是人性，正是人所能把握的内容”。正是这一思想，长期以来被中世纪欧洲修道院和学术机构中的学者所认同和赞赏。
在中世纪，不只是亚里士多德和托勒密的著作被教条式地奉为圣贤之言，其他杰出的希腊思想家也有同等待遇。在生命科学领域，盖伦（Galen，约130—200）的医学著作和第奥斯科理德（Dioscorides，活动于约50年左右）与普林尼（Pliny，23—79）的著作，都成了标准、教条、受尊重的参考书。
毫无疑问，盖伦是继希波克拉底（Hippoerates，约公元前460—前377）之后最著名的希腊医生，公认的西方医学的奠基人。盖伦虽然是希腊人，不过却在奥勒留（Marcus Aurelius，121—180）及其继承者统治下的罗马行医。罗马当局仅允许他对动物作解剖，但是他却通过动物解剖来广泛研究人体解剖学。他首次鉴别了许多肌肉，并且是最早证明脊髓重要性的人之一。盖伦大部分的著作得到了保存，尽管也有错误，就像亚里士多德那样，不过对于那些试图重新点燃西欧知识之火炬的人们来说，他是一位备受尊重且当之无愧的权威人物。
第奥斯科理德是盖伦之前的希腊医生，他写下了第一部药典（有用药物及其制备目录）《药物学》（Demateria medica），这部书一直保存到中世纪。普林尼编纂了37卷目录，有关自然界和动物界的趣闻逸事，取名为《自然史》（Historia naturalis）。这部书今天叫做普林尼的《自然史》（NatureHistory），书中包括许多有用的描述，也有许多荒谬的过于简化的错误。就像亚里士多德、第奥斯科理德与盖伦的著作一样，它也在中世纪经院时代被奉为权威性的金科玉律——古代无可怀疑的智慧。
只回顾中世纪后期经院学派所做的（或者未做的）大量思考，人们未免会有失望之感。大量的内容相当愚蠢，甚至在当时的某些批评家看来也是荒谬不堪。许多时间都消耗在仔细阅读和解释古希腊的文本上，而不是直接从自然界得到答案。例如，有一位批评家抱怨说，他的同事们花了好几天的时间争论马有几颗牙齿，逐个查寻古代文献，其实他们只要走出去，撬开马的嘴巴看看就行了。当然，从6世纪希腊-罗马时代的结束到10—15世纪的经院哲学时代之间，自然哲学的原创性思想几乎完全没有。在此期间，基督教会占据支配地位，它与我们现在叫做科学的东西格格不入，人们一心关注的只是以最佳方式去研究所谓“上帝”的世界。我们必须记住，大多数经院哲学家只不过是这样的学者，他们认为自己的工作就是理解古人留下的信件，并且使得这些伟大作品中的古人思想流芳百世。由于欧洲各国教会大学和官方教义控制着大多数教学和学术思想，那些从事其他职业的人——天文学家、医生等，很难摆脱古代信念对他们的束缚，尤其是如此之多的信念还与强有力的官方教会广泛联合。
到了13世纪中叶，亚里士多德的思想在教会大学里已牢固确立自己的地位，然而，阿奎那（Thomas Aquinas，约1225—1274）却为亚里士多德与官方教义的分歧而感到不安，他尝试把两者揉入一个综合体系里。经过艰巨的工作以及对亚里士多德文献的编辑整理，阿奎那给出了一个解决方案。尽管这一学说令更为纯正的亚里士多德学者感到不安，但它却满足了教会的要求，因而成为官方教义。例如，按阿奎那的解释，亚里士多德的“原始推动者”可以看成是“上帝”。天空是完美而和谐的，天球的运动可以看成是按照天使的意愿完成的。对于许多基督教徒来说，到了中世纪，地球又一次不再看成是球形，而是平面的，它的创造过程被想象成和圣经上描述的完全一样。
有一些思想家——诸如培根（Roger Bacon，1214—1294）、布里丹（Jean Buridan，约1295—1358）、奥卡姆（Ockham）的威廉（William，约1285—1349）、库撒（Cusa）的尼古拉斯（Nicolas，1401—1464）以及其他人，读者可以在本书的后面部分陆续见到他们——反对和质疑古希腊人的至高权威。但是对于中世纪的大多数思想家来说，他们发现仅仅相信已有的东西，反倒让人心安理得。对于那个时期的思想家，能够拜倒在希腊巨人的足下就已经足够了。然而对于后人来说，只有攀登，而不是站在前人的肩上，才能更清楚地看清这个世界。
科学在印度和中国的发展
科学的早期发展绝不只是局限于地中海岸周边的少数社会。与此同时，其他文化在技术和科学上也取得了相当的发展，其中的某些与西欧原有的概念和理论相汇合，结果产生了科学革命。一个最好的例子就是所谓的阿拉伯数字系统，基于十进位制，由印度思想家最先提出，它的使用可以追溯到吠陀时期，大约在公元前1500年。抽象的印度数字系统经过阿拉伯学者传人中世纪欧洲。
印度学者在语言及其结构与发展的研究上也非常优秀，语言学在印度科学中的地位不亚于数学和几何学在希腊科学中的地位，它是逻辑思想和探究的源泉。印度人在数学领域里，诸如代数，也相当成功。在保健与医学领域，他们提出了详尽的知识体系。他们认为人体由五种元素混合而成（很像希腊的元素）——以太、空气、火、水与土——正是它们令人类成为有知觉的存在。当空气、火和水（也可称为风、胆汁与黏液）等元素在人体中失去平衡时就会引发健康问题。印度人发明了草药疗法和外科疗法，这是印度草医学传统（以2 900年前写下的印度草医学为基础）的一部分，它寻求恢复人体中各种元素的平衡。早在2 500年前，他们就意识到一种被称为阿努（anu）的微小构造块是所有物质的基础——类似于希腊的原子论，尽管他们对物理学从来没有多大兴趣。然而，大多数印度科学的发展局限于本土范围内，所以，对世界其他地区的科学发展影响不大。
中国早期在科学上取得了巨大成就，特别是在技术方面往往早于西方取得类似的突破。但是除了少许例外，由于地理隔绝（陆地上巨大的山脉和无法越过的海洋就像是一道道屏障），亚洲人作出的大多数发明和发现并没有融合到西方文化之中，直到西欧的科学革命之后才打破这一格局。
不过人们认为，古代中国哲学家所建立的一种理论有可能是第一个化学理论。希腊和中国都有一种用手头现成的自然物质来模仿血液的做法。在希腊，人们利用氧化铁，也叫做红赭石，与死人的骨头摩擦，以产生红褐色。在中国，人们利用硫化汞或朱砂，结果产生更鲜艳的红色。用硫化汞做实验，硫化汞加热后产生一种易点燃的黄色物质，同时还有一种发亮的流体状物质。这三种物质——红色的硫化汞和它的成分：硫（会燃烧的黄色物质）和汞（发亮流体）——被认为是三种基本物质，是真正的元素。发亮流体被认为是阴性或雌性。会燃烧的黄色物质被认为是阳性或雄性。当两者结合，阴阳处于平衡状态，就得到了生命所必需的血液或生命液（life blood）。一位科学史家指出，这一点与化学的实质何其相近：当汞与硫化合时，元素就在硫化汞化合物中达到了平衡。这一观念显然是通过阿拉伯人才从中国传入西方世界的。
大多数学者把丝绸、纸、火药和指南针的发明归功于中国人，西方只是引入了它们。亚洲的发明家在技术和农业领域有无数的贡献，并且在科学的不少领域遥遥领先，在观测、逻辑、数学和数据的组织与收集上手段娴熟。
例如，中国天文学家很早就进行卓越地天文学观测，他们有规律地观察和记录新星和超新星（恒星由于爆炸产生大量明亮炽热的气体，因而在夜空中突然发亮），其中包括1004年、1054年、1572年和1604年的超新星。这些现象大多完全被欧洲天文学家忽略或者错过了。他们束缚在亚里士多德的天空十全十美的思想中，以至完全没有记录1054年的特大超妙闻（Susruta）是印度文化“黄金时代”里医学著作的作者和有名的外科医生，他最早描述了麻风病并介绍消毒伤口的方法以防止感染。新星。这一记录仅在中国和日本存在。中国地理学家制作了最早的精确地图，他们的地图绘制传统大大超过西方，那是因为西方的宗教压制了精确的绘图法。早在公元100年，张衡使用坐标方格用于绘制地图，大大改善了精确度。气象记录在中国可以追溯到公元前1216年，尽管显得粗糙。北宋科学家沈括在11世纪时已提出这一设想：山脉是大陆板块的抬升，而大陆以前是海底，这个事实在西方直到19世纪才得到承认。
但是直到17世纪以后，由于航海的进展打破了隔绝，世界其他地方才能够从中国的科学发展中受益。从那时起，两大传统最后汇合成世界科学。然而在此之前，由于诸多不明原因，中国没有经历类似于欧洲科学革命的过程。也许，世界观的伟大觉醒带来了文艺复兴、宗教改革以及现代科学在西欧的诞生，这些需要诸多因素的汇合，而它们恰好最先在14—17世纪的意大利，随后在法国，西欧的其他地区发生了。无论如何，在那段时期里发生的一切，永远改变了人们看待世界、探索世界的方式。