由於努力學習，康熙的自然科學知識，特別在數學、天文學和測量學方麵了解較多。例如他能評論著名數學家梅文鼎的著作，曾召見梅文鼎暢談曆象算法；能計算河道閘口流水，晝夜的多少；能用測日晷表，畫出正午日影的至處，經檢驗一點不差。在他58歲那年，巡視大運河時，決定在筐兒港建築一座攔水壩，隨後就在河西務（今河北省武清縣東北、運河西岸，當時是漕運要衝）登岸步行二裏多路，親自設置測量儀器，確定方向，釘下椿木，來記錄測量結果。
在康熙皇帝的直接領導下，利用耶穌會傳教士科學技術方麵的長處，清朝的學者與他們合作，完成了一係列重大科技項目。除了製定並頒行《康熙永年曆》，編著《數理精蘊》、《曆象考成》外，康熙還親自領導完成了全國地圖的測繪。
那是在中俄締結《尼布楚條約》之後，康熙帝見到一幅亞洲地圖，圖中關於清朝滿洲地區的地理知識相當缺乏，便有開展測繪工作的打算。後來他從廣州購入儀器，每到東北和江南各地巡視的時候，就命隨行的外國傳教士先測定經緯度。在條件成熟之後，他命耶穌會傳教士先測京師附近地圖，由他親自校勘，認為遠勝舊圖，才下令由中、西兩方人員組成測繪隊進行全國地圖的測繪。
全國地圖的正式測繪是從康熙四十七年（1708）開始的，由法國教士白晉、雷孝思和杜德美等人率領。先從長城測起，然後測北直隸，再測滿洲地區。為了加快速度，公元1711年康熙命增添人員，分兩隊進行。因此關內十餘省，包括西南、西北廣大地區，約用五年時間先後峻事，康熙五十七年（1718），一份具有相當水平的《皇輿全圖》終於繪成了。這是一件了不起的大事。當時歐洲各國的大地測量，有的尚未開始，有的雖已開始，也未完成，而中國在18世紀初期完成了全國性的三角測量，走在了世界各國的前列。康熙帝親自領導的全國大地測量，有兩件事是非常有意義的。第一，是尺度的規定。康熙為了統一在測量中所使用的長度單位，規定以200裏合地球經線1度，每裏1 800尺，因此每尺的長度就等於經線的百分之一秒。這種以地球的形體來定尺度的方法是世界最早的，法國在18世紀末才以赤道之長來定米製的長度。第二，是發現經線一度的長距不等。康熙四十一年（1702）實測過中經線上由霸洲到交河的直線長度，以後在康熙四十九年（1710）又在滿州地區實測北緯41度到47度間的每度直線距離。這些測量都可以得出緯度越高，每度經線的直線距離越長的結論。如北緯47度比41度處測得的每度經線的長度大258尺。這是過去的測量中從未得到的結果。這一結果曾遭到歐洲一些學者的懷疑，後來得到證實。這是世界科學史上一件值得紀念的大事，所取得的成就，在當時世界上可以說是第一流的。
由於社會條件和康熙本人思想方法的局限，他對自然科學的興趣和一定的探索，隻能產生有限的積極效果。他執政期間，沿用妨礙科學發展的八股取士製度，大興殘暴的文字獄，又嚴重阻礙了科學技術的應用和發展。盡管如此，康熙帝能身體力行學習科學，利用科學，親自領導具有科學意義的工作，這種探索精神，在中國曆代封建社會中是少見的。如果清朝曆朝皇帝都能繼承和發揚這種勇氣和精神，中國近代的曆史中，恐怕就要少些悲劇。
王貞儀“雄心勝丈夫”
清代有個女天文學家，名叫王貞儀，字德卿，江寧（今江蘇南京市）人。她是我國科技史上的一顆明珠。
王貞儀出身於封建士大夫家庭。父母對她非常喜愛而又管教甚嚴，使她從小就養成了酷愛學習的習慣。她學習不僅有鑽勁，而且有韌勁，碰到什麼問題，不弄懂弄通決不罷休。她雖身居閨閣，但卻胸懷寬廣，壯誌淩雲，嚴以律己，刻苦治學。
還在十幾歲的時候，王貞儀就對天文學發生了濃厚的興趣。她不顧夏日炎炎的酷暑，或北風呼呼的嚴寒，堅持觀察天象，考察風雲的流動、星座的變幻、氣溫的升降以及濕度的高低。由於長年觀測，她積累了許多第一手天文資料，取得了豐富的氣象知識，較係統地掌握了四季氣候變化的規律。對某些地區，特別是她家鄉地區的氣象預測，其準確率達到驚人的程度。