天文曆法
天文學的前身是占星術，阿拉伯人的天文學則最初來自古代希臘的星相學。自古以來，阿拉伯人便對天象頗感興趣，他們往往根據星宿的變化判斷氣候，預卜吉凶。但阿拉伯人係統地研究天文學，是從阿巴斯王朝開始的。阿巴斯王朝建立以後，印度學者拜爾赫姆卡特所著的天文學典籍《西德罕塔》和希臘學者托勒密的著作《天文學大成》相繼被譯成阿拉伯文，為阿拉伯人天文曆法學的興起和發展創造了條件。穆斯林隨之開始對天文學的研究，經過幾百年的觀測和研究，阿拉伯人在天文和曆法方麵取得了不少成就，在很大程度上充實了古代天文曆法知識的寶庫。《西德罕塔》的翻譯者穆罕默德·易卜拉欣·法薩裏（？～796年），成為伊斯蘭世界的第一位天文學家。馬蒙在位期間，阿巴斯王朝在首都巴格達和撒馬爾罕、內沙浦爾、軍迪沙浦爾、設拉子、拉卡、大馬士革、弗斯塔特等地設置有天文台，借助於渾天儀、天象儀、象限儀、天球儀、地球儀、星盤等各種較為精密的儀器觀測天體運動。馬蒙曾經命天文學家在幼發拉底河上遊的辛賈爾平原與敘利亞的帕爾米拉之間實地測量子午線一度的距離，據此推算地球的直徑和周長的數值。
隨著對天文學的研究進一步發展，阿拉伯湧現出了一批著名的天文學家，他們對阿拉伯乃至全世界的天文學作出了不可磨滅的貢獻。以下就介紹幾位著名的天文學家，以通過他們的研究成果來了解阿拉伯天文學的發展脈絡和成就。
花拉子密（780～850年）全名穆罕默德·穆薩·花拉子密，西方人稱之為阿爾戈利茲姆，生於中亞的花拉子模。花拉子密汲取印度、波斯和希臘天文曆算的成就，參照新的觀測資料，編製了《花拉子密曆表》，它是伊斯蘭世界的第一部天文曆表。該表後來被譯成拉丁文，在基督教歐洲廣泛流傳，成為西方人編製天文曆表的藍本。
白塔尼（850～929年）全名穆罕默德·賈比爾·希南·哈拉尼，西方人稱之為阿爾巴特尼烏斯，是繼花拉子密之後伊斯蘭世界又一傑出的天文學家。白塔尼生於美索不達米亞北部的哈蘭，原係薩比教徒，後來改奉伊斯蘭教，曾在拉卡的天文台觀測天象長達四十餘年。他在希臘天文學理論的基礎之上，根據長期的天體觀測，運用精確的數學計算和嚴密的邏輯推理，著有《恒星表》（亦稱《薩比天文曆表》）。他改進了天體運行的計算方法，所得數值的精確度超過前人。白塔尼在天文學領域的是突出貢獻，他發現了地球的近日點運動，即地球運行的軌道呈經常變化的橢圓。白塔尼還在《恒星表》中引用《古蘭經》中關於太陽和月亮按其軌道運行的經文，依照天文觀測的事實予以解釋，進而證明安拉創造天地萬物的偉大。如同《花拉子密曆表》一樣，白塔尼的《恒星表》也被譯成拉丁文，對基督教歐洲的天文學影響甚大，曾經被哥白尼和拉普拉斯等人多次引用。
阿布·瓦法（940～998年）生於呼羅珊的布茲占，曾在巴格達從事天文學研究和天象觀測，主持建造用於觀測星體的象限儀台。他將三角學的正切函數和餘切函數應用於天象的觀測，最早發現月球運行的“二均差”，即月球的中心差和出差在朔望和上下弦以及弦望之間皆有盈縮的偏差。他的這一發現，曾被誤認為是600年後文藝複興時期丹麥天文學家第穀·布拉赫的功績。阿布·瓦法還對地球呈球體形狀的傳統觀點進行了科學論證，提出地球繞太陽運行的假說，進而糾正了托勒密“地球中心說”的錯誤理論。
比魯尼（973～1048年）全名阿布·拉哈尼·穆罕默德·艾哈邁德·比魯尼，生於中亞的花拉子模，曾在賈茲尼王朝蘇丹馬哈茂德和麥斯歐德的庇護下從事學術研究，著述頗豐。所著《麥斯歐德的天文學與占星學原理》，總結了穆斯林在天文學領域的研究成果，論證了地球自轉的理論和地球繞太陽公轉的學說，並且對地球的經度和緯度加以精密的測量，堪稱伊斯蘭世界的天文學百科全書。
伊斯蘭教通用的曆法就是徙誌曆（希吉拉曆），即回曆。這套曆法從639年開始使用，規定從先知穆罕默德由麥地那遷徙到麥加的622年7月16日開始計算，即這一天為伊斯蘭教的元年元旦。回曆是以月亮的圓缺作為測定時間的標準，因此屬於太陰曆。回曆每年分為12個月，單月30天，雙月29天，不置閏月，全年共354天。每30年為一個周期，中間包括11個閏年（30年裏的第2、5、7、10、13、16、18、21、24、26、29年），每個閏年的12月末加上一天。這樣30年平均每年為354日8時48分，比通行的太陽曆（公曆）回歸年少10月21時1分。伊斯蘭教的節日和宗教活動都是依據回曆，而回曆比公曆一年的時間短，要準確計算兩種曆法的對應日期是很複雜的，所以伊斯蘭教的節日便與季節無關，也與公曆無法對應，每年的同一節日會出現在公曆的不同月份。回曆也將一周分為7天，星期五是聚禮日，也是伊斯蘭教國家的公共休息日。
歐默爾·赫亞姆（1040～1123年）生於呼羅珊的內沙浦爾，曾在塞爾柱蘇丹馬立克沙的庇護下主持天象觀測。他參與編訂的太陽曆稱作“哲拉裏曆”，根據這種曆法，平年為365天，閏年增設1日即366天，每128年中設閏年31次。
數學
數學是自然科學的基礎，尤其與天文學具有密切的關係。伴隨著伊斯蘭世界天文學的發展，穆斯林在數學領域取得了巨大的成就。異族異教典籍文獻的翻譯，是伊斯蘭世界數學研究的起點。曼蘇爾在位期間，穆罕默德·易卜拉欣·法薩裏在翻譯印度天文學典籍《西德罕塔》的過程中，將印度的數字符號和十進位法介紹到伊斯蘭世界，被後人稱為阿拉伯數字。在此基礎之上，花拉子密係統闡述了印度數字和十進位法的種種優點，如10個數碼可以組成所有的數字，零的符號可以用來填補多位數中個位、十位、百位等數字的空白，書寫和運算也極為便捷。在花拉子密之後，印度的數字符號和十進位法在伊斯蘭世界得以推廣。花拉子密的著作被譯成拉丁文後，印度的數字符號傳入基督教歐洲，西方人稱這種數字為阿拉伯數字。
穆斯林對數學，尤其是對幾何學和數字的偏愛，與伊斯蘭教信仰有直接關係。而穆斯林對數學的貢獻也是多方麵的，他們在繼承歐幾裏德的幾何學基礎上，發展了平麵幾何和立體幾何。他們還把幾何學與代數學相綜合，試圖用幾何學原理解決代數學問題，為解析幾何的發展做出了基礎性貢獻。他們還首創了以直角三角形的邊角關係為基礎的平麵三角學和球麵三角學，等等。
先進的數學基礎理論研究使阿拉伯產生了許多聞名於世的數學家。許多著名的天文學家，同時也是傑出的數學家。花拉子密不僅在天文學領域頗具貢獻，而且在數學領域成就斐然，所著《積分與方程的計算》一書，論證了解一次方程和二次方程的基本方法以及求二次方根的計算公式，提出代數、已知數、未知數、根、移項、並項、無理數諸多概念，從而使代數學發展為數學的基本分支。花拉子密論證的解方程的兩種基本方法，即“還原”和“對消”，對西方數學產生很大的影響，直至演變為現代數學中常用的代數運算法則“移項”和“合並同類項”。花拉子密因此被後人譽為“代數學之父”。阿布·瓦法在三角學方麵極有造詣，尤其是論證弦、切、割之間的函數關係，確定三角學計算公式和三角函數表，從而使三角學開始脫離天文學，逐漸成為數學的分支。歐默爾·赫亞姆著有《代數》一書，著重研究一次方程的解法和多次方程根的幾何作圖法，係統闡述采用圓錐曲線求根的理論，並且采用圓錐曲線交割的方法解三次方程，奠定了解析幾何的重要基礎。
物理學
在古代和中世紀，物理學的內容一般歸類於自然哲學範疇。牛頓便把自己看作是自然哲學家，穆斯林學者亦不例外。在傳統的伊斯蘭科學中，並不存在現代意義的物理學學科。
穆斯林自然哲學家們對時空、物質及運動的本質的研究都曾作出過傑出的理論貢獻。在伊斯蘭科學史上曾產生過眾多的自然哲學的理論流派，其中知名度最高的是以伊本·西那和圖西為代表的阿拉伯亞裏士多德學派的理論。這一學派繼承和發展了亞裏士多德關於時空與運動的理論。其次是以拉齊·比魯尼和巴格達迪為代表的反亞裏士多德學派。拉齊發展了一種獨立的關於時空理論的宇宙學，他還提出了一種特殊形式的原子論。比魯尼曾對亞裏士多德物理學的很多基本假設如形式質料說等提出批判，主張利用推理和對自然現象的觀察與實驗來認識自然物理現象。