南懷仁是康熙學習天文學和數學的啟蒙教師。他為康熙專門編寫了教材，康熙從中學到了天文曆算的基礎知識，了解了當時天文學的最新研究成果，還學會了使用天文儀器。康熙經常練習這些儀器的用法，巡行時也隨身攜帶著，有時測量山高，有時又測算兩地的距離。他熟練的操作和準確的測算常常使在場的朝臣驚歎不已。通過不斷的學習和實踐，康熙對天文學知識有了較深入的了解，他甚至能對欽天監天文推算中出現的錯誤進行指正。“天文曆法，朕素留心”，這話並不是自詡之言。
數學也是康熙非常愛好的學科，他先後從師南懷仁、張誠、白晉，學習了幾何、代數、三角等課程。由於語言上的障礙，有時他聽不懂教師的講解，便反複請教。他學習數學花費了相當大的精力，有時做習題一直到深夜，第二天清晨便傳旨叫老師進宮為他檢查作業，後來他組織數學家編寫了《律曆淵源》和《數理精蘊》，為傳播西方科學知識做出了貢獻。
在康熙的督促下，傳教士們在皇宮內試製了一些西藥。康熙下令將這些藥裝在用金銀製成的旅行藥壺裏，時常作為禦藥賞賜給臣下。有一次，康熙得了瘧疾，禦醫們都束手無策，幸虧服用了傳教士進獻的奎寧才轉危為安。自此，康熙對西醫西藥更加信服了。他素來信任的曹寅得了瘧疾，康熙派驛馬星夜趕送奎寧。他還在信中囑咐，如果不是瘧疾，萬不能用此藥，要特別當心南方庸醫用補劑傷人。可見，康熙對中西醫學都留意學習。據張誠的記載，康熙告誡傳教士們隻準在家中翻譯西方作品，不許帶到衙門裏去。康熙定名為《欽定各體全像》的巴多明翻譯人體解剖學也隻準留存內府，生怕傳出去有傷風化。深受儒家思想影響的康熙，對西方自然科學的愛好也隻能達到這種程度。
康熙對音樂美術也很感興趣。根據白晉回憶，康熙曾經學習過西洋樂理，能演奏西洋樂器。他仿效法國科學院，在宮中建立了有畫家、雕刻家、製造鍾表和天文儀器的工匠等人參加的科學院，還舉辦過西方美術作品展覽。他興趣高雅，善於識別繪畫的不同風格。他還下令科學院的成員隨時將作品呈送給他觀看。
康熙博覽群書，又善於學以致用，在封建帝王中是一位思想開明、多才多藝的佼佼者。遺憾的是，他對於西方科學文化知識的學習還僅僅停留在個人的愛好階段，並未影響到他治理國家的決策。與其同時代的彼得大帝喬裝赴西歐考察、大刀闊斧地在俄國實行改革相比，當不難看出兩人的距離。
為了清王朝的長治久安，康熙十分重視整飭吏治。他采納了“民生安危視吏治，吏治貪廉視督撫”的建議，特別注意處置腐敗的高級官吏。
山西巡撫穆爾賽一貫貪酷不法，康熙對他的劣跡也時有所聞。一天，康熙向大學士勒滿洪等人查詢穆爾賽為官是否清正，他們竟徇私包庇，欺騙聖聽，妄圖掩蓋穆爾賽的醜行。康熙對外官與京官相互勾結、貪贓枉法的現象早已深惡痛絕。所以查明穆爾賽的罪行後，不僅將他革職收審，判處絞刑，還給勒滿洪等人連降兩級的處分。
湖廣總督蔡毓榮在平定三藩時任綏遠將軍。接受攻打吳氏巢穴昆明的命令之後，他按兵不動；等他人攻破城池，他反而大肆搶掠本應充公的吳氏財物，對貴戚重臣廣行重賄，將他人戰功貪為己有，竟然升官晉爵。蔡毓榮的罪行敗露後，也受到了康熙帝的嚴懲。