比之軍事和民政方麵的成就，大明王朝在科技方麵的進步更令朱厚熜欣喜若狂。
這幾年裏，明朝成立了兵工總署，開辦了懷柔鐵廠，在山西、山東各地開辦了多處煤礦，並通過製造神龍炮和火槍，培養和鍛煉出了一大批科技人員和熟練工人，尤其是其中的佼佼者如軍器局的胡渭奇等人，科學知識已經超過了最早仿製改進佛郎機炮的何儒，幾乎能和朱厚熜這個工科學士進行學術層麵的平等交流。於是，朱厚熜就開始瘋狂剽竊後世幾百年無數科學家、發明家的偉大成果，甚至有時候隻是小小的一點提示，就能使得大明朝的科學技術水平猛地躥上一個新台階，用“日新月異”來形容一點都不過分。肩負著武器研發、製造任務的兵工總署近年來取得了一係列重大突破，並在軍工轉民用方麵取得了顯著成效，已儼然成為引領全國科技進步的主力軍，成為軍事需求刺激科技發展的一大典範！
比如說，朱厚熜根據諾貝爾的方法，將硝化甘油和矽藻土按3：1的比例混合在一起，就得到了他原來的那個時空人人都知道的黃色安全炸藥。這種黃色安全炸藥自然也是按那個時空的作法，用金屬管裝雷酸汞製成雷管來引爆。後來他更進一步先用硝化纖維製成膠棉，再把它與硝化甘油混合起來，製成了膠質炸藥。這種炸藥不僅比硝化甘油炸藥具有更大的爆炸力，而且具有更安全、不溶於水、容易加工成各種形狀等優點。諾貝爾當年走到這一步用了15年時間，死了包括自己弟弟在內的5名助手，卻在一眨眼的功夫就被那位來自二十一世紀的工科學士剽竊了——這當然不是他一個人的功勞，還多虧了中國幾千年來無數民間化學家孜孜以求長生不老，雖說沒有煉出什麼長生不老的靈丹妙藥，製造炸藥所需的那些原材料幾乎一樣都不缺，隨便搗鼓搗鼓就能派上新的用場。
之所以從嘉靖二十三年將七成半的硝石、一成的硫磺和一成五的木炭這一黑火藥的配方賜給兵工總署，用於製造神龍炮的炮彈和震天雷，一直到嘉靖二十六年，用了整整三年時間才推出新式炸藥，那也是因為朱厚熜一來看不懂煉丹秘方上麵那些名字很生僻的化學原料到底是什麼玩意兒；二來他更擔心安全問題，考慮到黑火藥已基本能滿足神龍炮和手榴彈的需要，就對是否使用新式配方一直猶豫不決。
話又說回來了，這三年時間他也沒有白等：兵工總署軍器局培養出了一大批有製造火藥經驗的工人，這些人常年跟爆炸物打交道，最是小心謹慎，進了廠區連大氣都不敢出，再經過了一番更加嚴格的培訓，都能勝任製造新式炸藥的工作。有了這一基礎，朱厚熜才敢放心地把新式炸藥和雷管的製法賜給了兵工總署軍器局。兵工總署軍器局試驗之後大為震驚，不但將炮彈、手榴彈的裝藥完全改成了新式配方，還廣泛應用於采礦、築路和水利工程。
朱厚熜還不滿足這些成就，更得隴望蜀地想把威力更大更安全的TNT也操練出來，隻是因為他還沒有想好三硝基甲苯的量產方法，才避免了這一殺人利器提前幾個世紀降臨人間。
在火器製造方麵，被士兵們習慣稱為“震天雷”的手榴彈就不用說了——有了雷汞和雷管，手榴彈的延時性就有了保證，安全性能自然得到了很大的提高。兵工總署經過測試，回奏皇上說，兵士扔出手榴彈之後，呼吸兩次才會爆炸。朱厚熜在心裏默算一下，他們說的意思是手榴彈大概有五到七秒種的延時，由於火藥威力還是不及現代，兵士隻要能在這段時間把手榴彈扔出五丈開外，基本上能確保不傷及自身，一個普通兵士隻要經過基本訓練就能做到這一點，從此手榴彈就成為明軍的製式裝備，而不再是經過專門訓練的擲彈兵或神機營兵士的特種裝備。
在北京保衛戰中初次登場就大顯神威的禦製神龍炮也不用說了，經過了北京保衛戰和平定江南叛亂兩場大戰的實戰檢驗，兵工總署的製炮技術已經爐火純青，不但象當初明軍仿製的佛朗機火炮一樣，都采用了後裝滑膛加農炮的設計思想，采用定裝彈藥，具有射速快、散熱快、子炮的容量確定、炮膛的壽命增長等四大優點，在炮尾設有轉向用的舵杆，炮管上裝有準星和照門；而且克服了佛郎機大炮炮膛與炮彈無法緊密契合，造成火藥氣體泄漏而影響射程的缺點。
當初的神龍炮還是點火發射，點燃藥室引信發射子銃，如今有了雷管，火帽也就不在話下，火帽、火藥和彈頭裝在一起就成了炮彈，神龍炮就改進成了拉繩式的撞針發射，不但克服了大風大雨天氣對使用大炮的限製；各種不同用途的炮彈，如霰彈、開花彈等等也就應運而生。
不過，專門用來轟擊密集敵群的開花彈可不是朱厚熜的發明。跟宋朝就有了類似於手榴彈的“震天雷”一樣，明朝原本就已經有了開花彈，在球狀的彈體表麵有一突出台體，高約兩分，直徑約寸許，台麵中間有一直徑約一分半到兩分的圓型小孔，在小孔裏插上藥撚，藥撚裏采用緩燃火藥來引爆彈體。這樣的藥撚其實也就是現代炮彈引信的始祖。如今他所要做的，不過是把現代炮彈引信提前從它的母體中脫胎演變過來而已。