《天工開物》的各卷內容
“天工開物”一語是什麼意思呢?“天工”一詞最早見於先秦古籍《尚書》；“開物”一詞源出另一先秦古籍《易經·係辭上》。天工指的自然力，開物則指的人工。在宋應星看來，包括天地萬物在內的整個自然界，是靠自身的運動變化(所謂“天工”)形成的。但是“人工”往往“巧奪天工”，有許多先進的發明創造。《天工開物》一書就論述了勞動者“巧奪天工”的技藝。總的來說，在人類社會中，是由於“天工”和“人工”的共同作用，才創造出萬物。“天工開物”的意思就是“自然和人工共同開創萬物”。
《天工開物》廣泛地總結了我國古代主要是明代的農業和手工業的技術成就，內容充實，文字簡潔，插圖生動，別有風格，不愧為我國古代一部百科全書式的傑出的農藝學和工藝學的文獻。全書分上中下三部，再依不同生產部門，編列十八卷；各卷標題多引用古書中詞句，大概是表明該項生產古已有之。現將各卷內容簡介如下：
第一卷“乃粒”：指穀物糧食。《尚書》有“燕民乃粒”句，指民眾糧食。本卷記述稻、麥、粱、粟(小米)、胡麻(芝麻)和菽(豆類)等各種作物的種植技術、農具以及灌溉機械的使用方法。
第二卷“乃服”：指衣服。古代蒙學始本《千字文》有“乃服衣裳”一語。本卷介紹養蠶、繅絲、棉和麻的栽培以及紡織的技術，附有各種紡織機械的構造和操作技術。
第三卷“彰施”：指染色。《尚書》有“以五采彰施於五色作服”一語。本卷記述了二十四種顏色的質料、七種染料植物的種植和染色的方法。
第四卷“粹精”：指穀物加工，取得穀物中純粹、精華的部分。本卷介紹稻、麥、黍(糜子)、稷(黍的一種)、小米、高粱、芝麻、豆類等糧食的加工方法。
第五卷“作鹹”：指製造食鹽。《尚書》有“潤下作鹹”一語。本卷記述海鹽、池鹽、末鹽(用地堿煎的鹽)和崖鹽(岩鹽)的生產技術。
第六卷“甘嗜”：指製糖。本卷介紹種蔗、製糖、養蜂以及用穀物製造糖漿的技術。
第七卷“陶埏”：指陶瓷生產。《旬子》有“陶人埏埴(揉粘土)而為器”一語。本卷介紹燒製磚瓦、缸甕和其他陶瓷器的生產。
第八卷“冶鑄”：敘述鍾、鼎、鍋、炮、錢和銅鏡、佛像等的鑄造、原料配備、造型工藝及鑄件修補方法。
第九卷“舟車”：敘述車輛和船舶的種類、結構、製造方法以及駕駛操作技術。
第十卷“錘鍛”：敘述冶鐵(錘、鍛、焊接等)、煉鋼、冶銅(熔、錘、焊及合金)和鍛鑄斧、鋤、銼、錐、鋸、刨、鑿、錨、針等各種鐵件的技術。
第十一卷“燔石”：指燒製礦石。本卷介紹燒煉石灰、蠣灰、礬石、硫磺、砒石，以及開采煤炭的技術。
第十二卷“膏液”：指油脂生產。本卷敘述各種食油、燈油和製燭用油的榨油技術。
第十三卷“殺青”：指造紙。《後漢書》有“欲殺青簡以寫經書”一語。本卷介紹製造各種紙張的技術。
第十四卷“五金”：關於金、銀、銅、鐵、錫、鉛、倭鉛(鋅)等金屬礦物的開采和冶煉技術。
第十五卷“佳兵”：指兵器。先秦哲學著作《老子》有“夫佳兵者，不祥之器。”一語。本卷講弓、弩(用機械發射的弓)、箭、幹(盾牌)、火藥和各種火器的製造技術。
第十六卷“丹青”：指顏料。《漢書》有“丹青所畫”一語。本卷敘述朱砂、水銀、銀朱和煙墨的製造技術。朱砂即辰砂(硫化汞礦物)，可從中提煉水銀(汞)，也可作紅色顏料或藥物用。銀朱是由水銀加硫磺後升華而成的硫化汞，也可作紅色顏料。
第十七卷“曲蘖”：曲指酒母；蘖原意為稻麥等的萌芽，此處指用稻麥釀酒。本卷講製造酒曲、配藥用的神曲、防腐用的紅曲和釀酒的技術。
《禦製數理精義》書影第十八卷“珠玉”：講述珍珠、玉石、瑪瑙、水晶等采取和琢製加工的技術。
除上述十八卷外，原來還有“觀象”、“樂律”兩卷。全書付刻前，宋應星感到自己對這兩門學問研究得還不夠，便把這兩篇刪掉了。
《天工開物》各卷的先後次序，宋應星在自序中說，是根據“貴五穀而賤金玉之義”編排的。關於糧食和副食品的生產技術的敘介，占了全書三分之一的篇幅，體現了以農業為本的傳統思想。宋應星在重農的傳統基礎上，又以很大的注意力移到手工業生產方麵，書中關於手工業生產的卷數占總卷數的三分之二。宋應星重視手工業生產，這是同當時的商品經濟比較發達、手工業品的需求有所增長、手工業生產技術有所改進的情況相適應的。書中關於各項生產部門的記述，涉及品種、來源、產區、工具使用、製造方法、操作過程、天然災害等等許多方麵，比較完整地、全麵地反映出當時農業和手工業生產技術發展的情況。
《天工開物》初刻本還附有一百二十一幅插圖，描繪了一百三十多項生產技術和工具的名稱、形狀、工序。圖中出現了二百七十多名勞動人民的形象：有耕耘田地的農民，有織製彩錦的工匠，有航行江海的船夫，有許多年老工人，也有牧童少年，還有從事紡織的婦女，以及入河采玉的少數民族，此外，還有在演習和作戰中的士兵。看著這許多生動的畫麵，我們好像被帶進到了三百多年前的生產現場。用這麼多的畫麵來表現勞動生產和勞動者，這無論在我國還是世界的古代科技書上都是罕見的。插圖中有結構比較複雜的機械圖，如花機、水碓、水車等，比例大體恰當，具有立體感，繪製的技巧相當高。這些插圖，對於研究我國古代(特別是明代)的科技史和勞動人民的生產活動，是很重要的形象資料，已為現代中外科技史著作所大量引用。
《天工開物》的科學價值
《天工開物》記述了我國古代在當時世界上處於先進水平的生產技術，書中講到的許多機械和工藝體現了我國古代勞動人民的智慧和創造力。這裏試從幾個方麵，來談一談《天工開物》的科學價值。
1農業和生物學方麵
我國是世界上最大的農作物起源中心，很多農作物是我國古代勞動人民最早從野生植物馴化選育而成的。明代時農業生產更有所發展，以水稻生產為例。《天工開物》就作了詳細的記述。書中談到品種和浸種、育秧、分栽的技術，談到早稻、晚稻和間作的雙季稻的栽培方法，記錄了某些水稻品種的變異現象。關於施肥，除舉出人畜糞便、榨油枯餅、草皮、木葉等以外，還提到南方用磨綠豆粉的水漿灌田，黃豆價賤時以豆作肥料，這是以前的農書中所沒有談到的。關於改良土壤，講到對土性帶冷漿者施用骨灰和少量石灰，對土質堅硬者要用燒土法；這是我國關於合理使用磷肥的最早記錄。並於耕作和田間管理，記載了耕、耙、耘、耔(培土)的工具和技術。灌溉方法，記述了筒車、牛車、踏車、拔車等各種水車和井上汲水工具桔梓等灌溉工具的使用效率。此外，還總結了水稻因遇水、旱、風、蟲、雀鳥啄食等而出現的八種災害及其防治方法，這在古農書中也是罕見的。《天工開物》講到的水稻耕作技術，有許多直到現代還在使用。
《天工開物》廣泛地記載了各地農作物的品種和特性，敘及土壤、氣候、栽培方法對作物品種變化的影響。例如：南方水稻因幹旱缺水的影響，經過人工培育而變成旱稻，可在高地種植；在北方，大麥品種“隨土而變”，黍粒的大小則受土質肥瘦和季節的影響。宋應星在大量觀察的基礎上得出結論說：“五穀不能自生，而生人生之”，這是指農作物要靠人工培育；“種性隨水土而分”，這是說物種因環境條件的變化，經過人工培育，可以改變品種的特性。這個結論是符合科學的。
我國養蠶業有悠久的曆史和豐富的經驗。《天工開物》記述了將黃繭蠶同白繭蠶雜交，培育褐繭蠶，又將“早雄”(一化性雄蛾)同“晚雌”(二化性雌蛾)配種雜交，從而培育出“嘉種”的經驗。這是生物學史上的珍貴記錄，說明利用雜交優勢，在我國古代已經出現。