美国拥有完善的高质量的教育体系，也拥有世界上最先进最发达的科技水平，拥有世界上许多优秀的科学家和技术人才，拥有世界一流的科研设备和仪器，取得了大量重要的科技突破。今天美国共拥有科学家和工程师近300万，远远领先于世界其他国家，美国也是世界上获得诺贝尔奖最多的国家，战后至今共有300多位科学家获奖，美国占了其中一半以上。1950—1990年，全世界共有249位科学家获奖，美国有138位；1990—1999年，自然科学诺贝尔奖获得者中，美国有35位，占总数的61%。美国建造了世界上运行最快的巨型计算机，设计了世界上最先进的电脑微处理器，编制了最受欢迎的软件系统，美国发射了著名的哈勃望远镜，发射载人宇宙飞船登上了月球，并于2004年发射“勇敢”和“奋进”号探测器登陆土星。美国在生物、材料、能源等各方面也有重大成就。据1995年美国发表的《国家关键技术报告》评价，目前，在几乎所有关键技术领域，美国不是领先于其主要竞争对手欧洲和日本就是与之持平，美国的科技实力之强可见一斑。今天，不管是基础科学还是应用科学的重大突破主要来自美国，美国成了世界科技的中心，成为科技革命的引领者和推动者。
美国科学技术的发展历程 美国从殖民地至今已历300多年，期间科学技术得到不断发展。
殖民地时期，大多数美国人忙于生存发展，很少有时间来观察自然，思考宇宙的奥秘。不过也有少数人深受欧洲大陆启蒙思潮影响，进行个人的科学实验和探索，并积极宣传科学知识，组建学术团体。
康涅狄格州州长温斯罗普最早开始美国天文学研究，其后继者布拉特尔观测天文的结果，曾受到牛顿的赞扬。博物学家亚历山大加登详细调查了美国的自然物种，为研究植物和动物提供了必要的知识。不过这一时期最伟大的科学家当属富兰克林，他兴趣广泛，知识全面，勇于探索，他曾用风筝为工具来认识电的性质，后来发明了避雷针，一直沿用至今。1743年，富兰克林创立美国哲学会，这是殖民地上第一个重要的科学组织，目前也仍是美国最好的学会之一。该学会的宗旨是促进哲学和自然科学的研究和传播，它不仅研究理论知识的实际应用，也探究精粹的理论科学。美国哲学学会为建立和开创美国的科学技术作出了重要的贡献。
独立革命的胜利并没有带来美国科技的大发展，相反由于与母国英国交流的隔绝，加之欧洲大陆的战争，使得美国与欧洲的科学交往大为减少。独立之后，美国人把主要精力投身于国家建设，他们更崇尚实际的工作而非科学知识的探索。不过，美国还是为科学技术的发展作了一些努力，因为即使为实用目的，美国也需要大量的科技发明。1802年，美国创建西点军校，开始了军事上的科学研究。1818年，美国开始发行科普杂志。19世纪20年代，美国各州出现致力于改进工作方法和制造方法等专门技术目标的组织。1826年，霍尔布鲁克创办科学问题讲座，到1834年，美国有遍及全国的近3 000多个讲学会，一些著名的科学家在讲台上讲授和传播科学知识。美国政府也给予科普研究一定的资助，1804到1806年，国会先后给刘易斯和克拉克探险计划拨款，支持其调查本土的自然地理和生物种类，为国家开发服务。1807年国会批准“海岸勘察”计划。1830年海军部资助建立海图和仪器军需厂，以提供航海物资和设备。1842年，军需厂改组为美国海军天文台。这时期最值得一提的是1829年，英国化学家詹姆斯·史密斯向美国捐赠50万美元，建议在华盛顿创办一个学术机构。1846年美国国会批准使用这笔经费建立史密森学会。该学会逐渐成为美国科学研究和科学普及活动的重要学术机构，其地位至今未动摇过。
南北战争极大促进了美国科学技术的发展，使联邦政府更为重视科学技术的作用。战争需要制造更多的武器炸药，收集对方的情报，传递信息和指令，科学家对此有很大帮助。如亨利在电磁方面的研究改进了电报，贝奇监督绘成的大西洋沿岸军事图纸，对战争的进程影响深远。1862年，美国成立农业部，颁布《莫里尔法》赠予联邦土地以创办农业学院，开始强调并加强了农业科学研究。1863年国会立法，创建了美国科学院，成为政府科学技术方面最高的咨询机构，也是全国最高的学术团队。1870年，美国还建立国家气象局。
但此时，对科学技术发展作出最大贡献的还是个人、私人团体、高校和企业。这一时期，美国创建几百所高等院校，这些高校已开始仿效德国和英国重视科研。他们改进课程设置，开设科学与工程学的课程，创办研究生院，还大加吸引海外留学生。如著名的约翰·霍普金斯大学，便主要是由留德学者建立起来，他们基本按着德国大学的模式运作，极大地提高了学校的科研水平，为美国其他大学所纷纷效仿。美国高等学校的发展与改革，为美国的科学发展培养了大量人才，并取得许多重大科技成果。如美国海军大学的教师艾伯特·迈克尔森，设计出一种测量光速的方法，并因之获得诺贝尔物理奖；数学物理学家乔赛亚·吉布斯，在耶鲁任教，在热力领域提出种种理论，引导发展了物理化学的新学科。
这一时期，由于美国和社会的发展，需要新的科学和技术，美国一批科学家和发明家满足了这一要求。1867年克里斯托弗·肖尔斯发明了打字机，大大加快打字速度；股票行市自动报价机和计算器的发明，加速了商业交易的步伐。但这一时期最重要的发明是电话。1876年，亚历山大·贝尔制成第一部电话，实现了用电传话。1877年贝尔创建贝尔电话公司，并于1885年改组为美国电话电报公司，其组建的贝尔实验室取得了更多成就。贝尔实现了用电传话，爱迪生则实现了用电发光，他改进了白炽灯，创建了爱迪生照明公司。1876年，爱迪生创建了他的“发明工厂”，这是美国第一间工业实验室，在这间实验室中，爱迪生贡献了1 000多项发明。
这一时期，美国的科学开始和工业结合，科学技术发明为工业提供新产品，提高其生产效率。而工业发展则为科技发展提供必要的资金。由于认识到科学技术已经成为美国工业发展的动力，一些大型企业纷纷建立工业实验室，如通用电器公司实验室引进德国的研究体制，杜邦公司依照德国模式建立杜邦实验室。一战前，美国已有重要的工业实验室365个，这些实验室聚集了大批科学家和技术人员，从事科学研究和开发工作。
两次大战的爆发再次推动了美国科技的发展，一战爆发后，1915年美国成立了国家航空航天咨询委员会，它同时也是一个研究机构，后来发展成为美国著名的航空航天局。二战爆发后，1940年，罗斯福批准组建国防委员会，管理战时科学研究。1941年成立科学研究与发展局，统一调度全国各方面的科研力量。联邦政府组建了国家实验室，如著名的洛斯阿莫斯国家实验室（1943年）、橡树岭国家实验室（1943年），开展大规模科研项目，同时还大量资助高校和相关军工企业的科学研究。各高校也建立自己的实验室，如麻省理工学院的辐射实验室，芝加哥大学的金属实验室等。美国企业工业实验室也迅速发展，1940年达3 000多个，这些研究室大的如贝尔实验室，雇员达5 000人，每年开支300万美元。
这期间，美国政府、高校、企业、个人相互联系的科研体系逐渐形成。1916年，美国成立全国研究理事会，协调和促进四方的科学研究。1923年，美国成立工业研究理事会，密切工业与科学的关系。1937年，工业研究理事会赴欧洲考察了英、法、德等国，肯定了美国自己的科研体系。
二战后，美国科学技术发展进入黄金时代，美国成为世界科技中心，全面领先于世界。战争使得大量欧洲一流科学家流亡美国，大大增加了美国的科技实力；战争使得联邦政府更加重视科技的作用，加大了对科学研究的投入，这种重视由于随后与苏联的争夺而更加强了。
1945年，二战结束前夕，美国科学研究与发展局局长范瓦尼尔·布什撰写了一份著名的科学政策报告《科学——无止境的前沿》，强调科学对美国未来的重要意义，希望美国政府加大对科研的投入，保持和促进美国科学技术的发展。1950年，美国筹建了国家基金会，作为联邦政府专门资助基础研究的机构。1957年，美国总统艾森豪威尔任命总统科学技术特别助理，改组总统科学顾问委员会。1959年，美国成立联邦政府科学技术委员会。1976年，美国在白宫设立科学技术办公室，并通过《国家科技政策·组织和优先法》，为美国政府制定国家的科技政策。战后，美国政府不仅保留还创建了更多的国家实验室，资助学校成立了更多的研究中心，鼓励学校与企业科技合作，与此同时，随着美国企业规模的扩大以及它所面临的竞争的加强，更重视新技术、新产品的开发，更重视科学技术研究，也进一步加大了对科学技术的投资。
战后，美国科技取得了一系列重大突破，美国发明了晶体管，开创了新兴电子工业；掌握了和平使用原子能，开创新能源技术革命；研制成功个人计算机，完成了计算机史上的技术革命。战后美国开创了世界上第三次科技革命，取得了举世瞩目的成就。
美国科技发展的原因 今天的美国能成为世界科技的中心，并一直保持这一领先位置，除了客观的历史机遇，更主要是美国自身的主观努力。
第一，美国政府的扶持。
美国科技的发展，离不开美国政府的扶持，虽然在各个不同的历史时期，美国政府扶持的力度不一。从殖民地到一战前，美国科技的发展主要靠个人和一些企业、高校的努力，美国政府对科技的直接参与扶持相对较小。但这并不是说美国政府完全不关心科技的发展。早在1804年和1806年，美国政府便资助过刘易斯和克拉克的探险计划。1807年，政府为“海岸勘察”计划拨款。不过这一时期，美国政府扶持的主要手段不是直接拨款。1802年，美国建立西点军校，开始军事科学的研究。1860年，美国通过《莫里尔法》赠予联邦土地建立农业学院，从事农业科学的研究。1846年美国国会批准建立史密森学会这一重要的学术机构。1863年，国会立法创建科学院，成为全国最高的学术团体。这一时期美国政府扶持科技主要是通过建立高等学校以培养人才，创设相关的学术团体，促进学术交流和知识的传播。其实这一时期，美国政府最大的扶持是制定并颁布了《专利法》，用法律手段保护个人的专利权利。正是美国政府对专利的承认和保护，大大激发了人们的发明兴趣，使得这一时期，美国技术革新不断涌现，各种发明层出不穷。
美国政府在一战后开始加大对科学技术研究支持的力度，一战爆发后，美国成立了国家航空航天咨询委员会，从事相关方面的研究。1936—1937年，政府为科研拨款1亿2千万，主要资助农业、国防军工研究。这个数目已占到当时总预算的2%。美国政府对农业的资助促成了一次农业革命，经过化学与土壤局10年对氮肥领域的研究，氮肥终于得以研制成功并投入应用，实现了商业化。二战的爆发，使得美国政府更直接卷入科学研究，因为战争不仅在战场，还在实验室的试验场中同时进行。战争之初，德国人在研究原子裂变、喷气推进及火箭设计等方面处于领先地位，这就使他们能够生产先进武器并可能生产更可怕的武器。1940年，罗斯福总统建立由政府、高校、企业代表组成的国防研究委员会，管理战时科学研究。1941年美国建立科学研究与发展局，统一调度全国的科研力量。大战中，美国政府集中近3万名科学家，主要从事军工研究，特别是制定了研究原子武器的曼哈顿工程计划，耗资20亿美元，并建立了一些国家实验室，如洛斯·阿拉莫斯和橡树岭国家实验室。政府还向大学和企业提供资助，与之共同建立科学实验室，提供研究经费。麻省理工学院便利用其与科学研究与开发办公室的合同建立了放射实验室，这是美国大学中第一个大规模、跨学科和多功能的研究开发组织，它雇佣了1 000多名科学家和工程师。在战争中，麻省理工学院得到政府1亿多元的资助。哈佛大学、芝加哥大学和其他一些大学也获得数以百万计的研究经费。
战后，美国一方面出于与苏联争夺霸权的需要，另一方面认识到现代科学需要政府的资助，进一步加强了对科技的扶持，政府研究和开发经费大幅度增加。1946年，美国政府成立了原子能委员会，继续战时对原子能的研究。原子能委员会下设5个国家实验室，除战时的洛斯·阿拉莫斯和橡树岭实验室外，还建设了伯克利、阿曼、布鲁克海文3个国家实验室。这些实验室雇佣了大批科学家和工程师，美国政府每年要为之大量拨款，如1990年仅布鲁克海文实验室有科学家和工程师上千人，经费3亿多美元。洛斯·阿拉莫斯实验室则更雇佣科学家和工程师3 000人，政府经费达10亿多美元。除这些实验室外，美国能源部后来还建立了一大批国家实验室，包括劳伦斯、利弗莫尔实验室、爱达荷国家工程实验室、艾姆斯实验室、桑迪亚实验室、等离子体物理实验室、太阳能研究所、太平洋西北实验室等，投入了大量经费，资助了大批科研项目。1958年，为应对苏联发射第一枚洲际导弹和第一颗人造卫星的冲击，美国成立了国家航空航天局，加强空间科学的研究。航空航天局下设了不少国家实验室，如喷气推进实验室、空间辐射效应室、空间望远研究所。政府每年为之拨款达几十亿美元。1969年，美国最终实现“阿波罗”登月计划，这是人类探索宇宙的激动时刻，也是美国科技成就的一大巅峰，美国登月计划历时十年，总费用达几百亿美元，政府动员了各领域的科学家和工程师，投入了巨大的人力财力和物力。美国在登月计划实现后，并没有停止研究和投入，继续进行外层空间的研究。自阿波罗11号登月以来，又进行了多次登月飞行（包括有人驾驶和无人驾驶）。美国航空航天局还进一步探测土星。2004年，“勇敢”号和“奋进”号土星探测器登陆土星，再次创造了美国和人类科技史上的一次划时代成就。美国政府也为空间探索耗费了巨额资金，仅1974年，国家航空与航天局拨款的经费便高达30亿美元。1981年，在美国政府资助下，美国建造了第一架可以重复使用往返太空的载人航天飞机，每架飞机的造价高达20亿美元。除此之外，美国航空航天局还拟订其他科研计划。如“行星地球使命”对地观测计划，新一代可重复运用运载火箭计划，国际空间站计划，其中仅国际空间站计划，就计划经费80亿美元。除能源部和国家航空航天局外，美国卫生部和国防部也建设自己的实验室，拟订自己的科研计划，投入大量的资金。如海军部便建立了自己的应用物理实验室、应用研究实验室；而空军部则有林肯实验室、宇航公司等。海军每艘航空母舰造价为40亿美元，空军每架B-2轰炸机也达10亿美元，这些武器的研制成功既反映了美国取得的科技成就，也离不开美国政府的大量资助。1950年，美国政府还筹建了国家科学基金会，作为联邦政府专门资助基础研究的机构，在国家科学基金会的资助下，美国建起了国家天文和离子层中心、国家大气研究中心、国立射电天台等国家实验室，取得不少重大的科技成果。
美国政府的扶持也可从其对科学研究和开发总经费的投入看出。1964年共拨款180多亿美元，达国民生产总值的3%。70年代由于越南战争影响，研究经费有所减少，为国民生产总值的2.2%左右，1970年为150亿美元。80年代以后，美国研究经费再次增长，在国民生产总值中的比例基本保持在2.5%左右，其绝对值则不断增加，如1980年为300亿，1990年增加到615亿美元。1991-1994年因冷战结束，政府投入有所压缩，但也分别为606亿、607亿、604亿、607亿美元，1995年政府投入又增加到631亿美元。近几年，美国政府研究和发展资金基本上是根据国民生产总值的相应比例稳步增长。和其他各国相比，美国政府投入的科研经费是最高的。
第二，创建了美国式的科研体系。
美国科学技术的发展，还得益于美国式科研体系的创立。美国科学技术研究机构可分为四种：国家实验室、大学、企业研究所和各种非盈利性的科研所。美国目前有700多个国家实验室，如前述的著名实验室：阿曼、劳伦斯、伯克利、布鲁克海文、橡树岭等；3 000多所高校，其中94所为研究型大学，包括麻省理工学院、斯坦福大学、哈佛大学、普林斯顿大学、加州大学伯克利分校等；美国14 000多家企业有自己的科研机构，其中主要的有近百家，美国电话电报公司的贝尔实验室、杜邦公司实验室、微软研究院、国际商用公司实验室都蜚声海外，美国一些私人基金会也设立了非赢利的科研机构，如梅隆研究所、卡耐基研究所等。美国式的科研体系并不在于其种类不一，而在于它作为一个探索知识的体系，把各种类型的科研机构，把不同领域的研究人员联系在一起，他们相互分工、相互配合、相互交流，最大限度发挥每个科技人员的创造精神和潜力，促进了科学技术的发展。
美国科研体系特点之一是分散管理，各科研机构间平等独立、互不相属，只是通过松散的网络平等地联系在一起。美国没有一个全国统一的最高科研管理机构，各科研机构只有性质之分，没有等级之别，彼此间也没有相互隶属的关系，每一科研机构均可以自主确定自己的研究方向和领域，不受其他机构的干涉和限制。由于彼此间相对平等和独立，因此可以最大限度发挥各科研机构的自主和创造性，发挥其相对优势。
美国科研体系的特点之二是相互分工，各有侧重。虽然美国科研体系并不禁止甚至欢迎各种机构间的相互竞争，研究同一课题，但他们在长期研究过程中，结合自身实际，还是形成了一定的分工。
美国高等院校主要进行基础性的科学研究，它们在生命科学、数学、物理等领域用力较深，美国大多自然科学诺贝尔奖获得者也多出自大学。美国企业实验室多注重应用研究，他们多集中于把基础研究转化为可应用型技术，它们关注技术的商业需求，虽然也有少数大型企业也有基础科学的突破，但一般来说，它们主要是发明新材料、新产品、设计新工艺、编制新软件等。如国际商用机器公司实验室有3 000多名研究人员，其中三分之二从事应用研究与开发。通用电气公司有2 000多名研究人员，开发重点集中于塑料、金属、合金材料、人工智能应用等。美国国家实验室则二者兼而有之，既从事国防军工、卫生农业等应用科学研究，也从事高能物理、基础能源、大气天文等基础性研究，如阿曼实验室既从事高能物理和核物理的一般研究，也研究其控制和应用。布鲁克海文实验室等也是如此，既研究物质的基本性质，又研究制造复杂大型设备。美国科研体系的这种特点好处在于既能在基础研究上取得重大突破，又能在应用研究上不断提高，促进美国科学研究的全面发展。
美国科研体系特征之三是彼此开放，相互合作与交流。由于美国各科研机构是平等独立、相互分工的，所以为了避免低水平的重复，为了发挥其整体效益，各科研机构一般彼此对外开放，保持密切的交流与合作。
美国国家实验室是由政府直接拨款的国家级科研机构，对其管理有两种方式，一种是政府直接管理，一种则是委托大学或企业进行管理，但不管哪种管理形式，它们一般都采取对外开放，重视与其他机构的合作与交流。如著名的阿曼实验室90年代以来与500多家公司和很多其他科研机构开展合作。劳伦斯·伯克利实验室与其被代管的加州大学建立了密切的联系。劳伦斯·利弗莫尔实验室通过教员和学生培训、咨询以及技术转让活动与各大学和私人企业保持协作。橡树岭实验室也为大学提供研究设备和能力，进行合作培训和研究，它还注意企业的商业需求，鼓励与之进行合作。太平洋西北实验室为有效地利用大学和其他私人科研机构的力量作了很大努力。它与大学交流实验人员合作开展研究；与企业一起改进仪器和设备，发展先进技术。国家实验室与大学和其他科研机构的合作，既保证它能完成政府所需的科技研究成果，又可尽快将可民用成果转化为商业成果，促进经济发展，获得更多的科研经费。
美国大学也是如此，一方面它利用政府在大学内设立的研究中心、国家实验室保持与政府的合作；另一方面它与企业保持密切联系，共同进行科研。大学经常根据企业的要求开展课题研究。企业也大规模转化大学里的科研成果。战后，美国高科技迅速发展，在很大程度上便是大学和企业合作的结果，如在斯坦福大学的工业园，大学向当地企业开放课堂和实验室，鼓励企业工程师们学习大学课程，进修高级学位，了解科学研究的发展，保持与最新技术同步。企业也在大学工业园建立研究实验室，加强两者联系。斯坦福大学和洛克希德公司便进行了紧密的合作，洛克希德在园区建立了研究实验基地，斯坦福大学教授为公司提供咨询，帮助培训其工程师，洛克希德则为大学提供仪器设备，帮助重建了斯坦福大学的航空工程系。
美国科研体系的开放和交流还表现在各科研究机构中的科学家和工程人员的自由流动。国家实验室经常聘请大学里的资深教授，大学也常接纳实验室里的科学家和工程师，企业更是希望不断挖走国家实验室和大学中的研究人员。一名科研人员先后在各种不同机构中工作较为常见。诺贝尔奖获得者欧文·朗缪尔在为通用电器公司研究人员之前，曾在麻省理工学院任教。为杜邦公司研制成功尼龙的华莱士·卡罗瑟斯则来自于哈佛大学。今天美国大学工业园中有许多曾任大学教师创办的企业，许多企业研究中心或实验室中也有曾经的大学教师。
美国科研体系特征之四是投资主体多元，这就保证美国科学研究不会因为哪一方投资减少而面临经费危机。一战之前，美国科研主要由大学、企业和其他机构进行，政府直接拨款较少。战后，特别是二战后，鉴于科学技术研究的需要，美国政府才开始大规模投入，建立国家实验室，资助大学甚至企业的研究。不过其他渠道的投入也并未减少反而增长迅速。1974年，政府投资为150亿，其他方面为112亿；1980年政府和其他方面经费基本持平，大致都为300亿；90年代以来，其他方面投入开始远远超过了政府。1990年政府投入600亿，其他方面为900亿；1995年政府投入630亿，其他方面近1 000亿；1997年政府投入627亿，占总经费的30%，其他方面则占到经费的70%，达1 400亿美元。正是因为美国科研体系投资主体多元，才保证了它一直有充足的经费，所以虽然政府在90年代投入增加不多，但由于其他方面投入增加，美国科学研究在90年仍有重大突破。
第三，美国拥有大批献身科技的杰出人才。
美国科技成就的取得，既受惠于联邦政府的大力扶持，也得益于其独特的科研体系，但归根结底在于美国各个不同时期都涌现出大批献身科技的杰出人才。
早在殖民地时期，虽然自然条件很艰苦，知识信息闭塞，甚至受到英国的技术限制，但还是有不少人表现出对科技的浓厚兴趣。1635年波士顿商人罗兰·霍顿发明了一种称之为新经纬仪的测量仪器。1769年数学家和天文学家戴维·里顿豪斯观察到金星凌日。托马斯·杰斐逊研究自然气候，收集动植物标本，发明制作了大量产品，但这时期最有名的人士当属本杰明·富兰克林，他是一名科学家和发明家，在科技方面取得诸多成就。富兰克林对电学进行了大量研究，他创立了许多电学词汇，发展了调查研究的科学原则。富兰克林通过观察和试验，确定闪电是大气中的电，进而发明避雷针。富兰克林同时也是一名印刷家、出版家、政治家，日常事务繁忙。但他对科技研究一往情深，永不停止思索，抓住一切时机观察、试验、发明。他还成立了美国第一个科学组织美国哲学会，有力地促进了当时美国科技的发展。
独立之后，美国曾一度受实用主义影响，对纯科学研究重视不够；对应用科学，对技术发明的兴趣则有增无减。由于当时极端缺乏劳动力，美国甚至对技术发明十分依赖，于是这一时期，美国出现大量技术人员和发明家。新英格兰“冰王”弗雷德里克·图德为设计高效率的冰库，甘冒黄热病之险，去哈瓦那搞试验。他常手执怀表，在冰库外观察每小时化冰情况；他研究稻草、木屑、毛毯哪一种材料最适合绝缘隔温，记录冰库构造和库门开户中对化冰的影响，最终他设计出一种经济实用的冰库，使季度损耗率降至不到百分之八。塞缪尔·斯莱特移居美国前，熟记阿克莱特纺纱机器的复杂细节，并在别人帮助下在美国复制了这一机器，为美国纺织工业发展创造条件。1793年惠特尼发明了轧棉机，引起南部的农业改革。1785年埃文斯制成自动磨粉机，开创现代大规模生产的先驱，埃文斯还发明了高压蒸汽机，使之可应用于船舶和火车，引起后来的交通革命。1807富尔敦制造第一艘汽船。随后美国人不断改进英国发明的火车，美国在农业方面，也有很多科技成果。1790年，塞缪尔·霍普金斯创造了制造盆钵和粗碳酸钙的先进方法，1793年，查尔斯·纽博尔德发明铁犁，而1837年约翰·迪尔则改进为钢犁，1831年麦考米克改进了收割机，1837年皮特斯兄弟制造了脱离机，这一时期，虽然美国在纯科学方面发展不大，但在人们生活的各个方面都有大量改进和发明。
一战前，美国在纯科学理论研究方面开始有所进展，而发明以更快速度出现。其中重要的如1876年贝尔发明了电话，1904年福雷斯特发明了三极管，这些人在发明中倾注了大量心血。如1839年古德伊尔发明硫化橡胶，在此之前，他进行了长期的探索。他努力克服化学知识的不足，克服外在条件的限制，坚韧不拨地进行试验，最终取得了成功。这时期，美国最有名的发明家当属托马斯·爱迪生。他虽受教育不多，但热心从事科学发明，他一生发明无数，直到80高龄还忙于实验。爱迪生说，天才是一分灵感加上九十九分汗水。他所取得的成就正是其勤奋和献身精神的结晶。而美国科技成就的取得也是无数爱迪生努力的结果。
一战之后，美国无论在应用科学还是在基础科学方面都得到全面的发展，这时科学的发展不再单独依靠个人的努力，而是开始强调团体的合作。美国各大型企业建立起自己的实验室，大学开始组建研究中心，政府也制订了大型的科研项目。也许科学家和发明家个人不再像以前显得那么重要，但他们的献身精神依然如故。“曼哈顿计划”集中了美国几千名优秀的科学家和工作人员，争分夺秒地勤奋努力，才研制成功原子弹。“阿波罗登月计划”则集美国数万科学家历时10年坚持不懈才得以实现。1934年，华莱士·卡罗瑟斯研制出尼龙时，他已在杜邦实验室在其他同事的帮助下，埋头苦干了10年。今天，美国每年要培养几百万大学生，几十万研究生，他们中的很多人都选择了科研事业。今天美国高科技产业之所以不断涌现，新科技、新发明之所以层出不穷，正是美国有大量献身科技的杰出人才，是他们日以继夜，废寝忘食地工作促成了美国今天的科技成就，创造了美国今天科技的辉煌。
第四，美国科技的发展也得益于吸引外来移民。
美国科技的发展还得益于大量移民。美国是个移民国家，外来移民中有大量科学家和技术人员。他们直接参与了美国科技的发明和创新，为美国科技发展作出了重大贡献。美国历史上有很多重大的科学创新和技术发明都是移民取得的。如造出美洲第一辆救火车的英格兰移民瑟夫·詹克斯，仿制第一台纺织机的塞缪尔·斯莱特，发明无烟煤炼铁法的德裔移民弗雷德里克·盖森海曼，电话的发明者亚历山大·贝尔，发明交流电发动机的则是匈牙利移民尼古拉·特斯拉。许多移民科学家参加了“曼哈顿计划”，如艾伯特·爱因斯坦（德裔），恩里科·弗米（意裔），尼尔斯·波尔（丹麦裔）等。其中费米第一次提出“链式反应”理论，并在其指导下完成第一次实验。二战以前，美国虽然在应用科学，尤其是在各项发明创造中成就显著，但是在基础科学领域缺少一流的大师级人物。战前，美国仅有20名诺贝尔奖获得者，德国则为36名。战争使欧洲大批一流的科学家流亡并定居美国，极大地增强了美国的科技实力，促进了美国科技的发展和繁荣，使之真正摆脱科学引进者的地位，一跃而为世界科技的中心。战后，美国继续大力吸引外国科学家和技术人员，1965年美国移民法服务于这一目的，90年代美国制定的移民政策也强调了这一点。战后，美国共有60位外来移民获得诺贝尔奖，单是华人便有5位：李政道、杨振宁、丁肇中、李远哲、崔琦等。犹太移民也为美国贡献了大量优秀人才。从战后至今，外来移居美国的科技人员超过百万，构成美国科技发展的重要力量。