明朝末年，西學東漸，人們開始關注西洋的學術思想。當時任禮部尚書、文淵閣大學士的徐光啟是一位學貫中西的大師，他身居要職，將西學大量引入，與意大利傳教士利瑪竇合譯了西方著作《幾何原本》，詳細介紹了當時西方的數學思想，中西彙通，加以整理。
除此之外，在西學東漸的交流中，許多中國人原創的自然科學書籍、西方傳教士翻譯的歐洲著作等都已經出現，如中國人方以智寫的《物理小識》、陸仲玉的《日月星晷式》、孫元化《太西算要》、利瑪竇《乾坤體義》、湯若望的《遠鏡說》、羅雅穀《五緯曆指》等等，都詳細闡述了當時最先進的物理學、天文學原理。雖然這些書籍隻是如滄海一粟，在浩渺的中國大地上微乎其微，但顯然說明，當時已經有人開始關注西方思想了。
與清末的道光、鹹豐相比，明末的崇禎皇帝雖然治國無方，但在對於西學態度上向來寬容，加上大學士徐光啟的推薦，很快重用了歐洲傳教士利瑪竇、湯若望等人，令其主持天文、曆法、火器鑄造等工作，最早的“紅夷大炮”就建造於此時，後被袁崇煥用於遼東，擊傷努爾哈赤。
1629年，明崇禎二年，在崇禎帝的批準下，徐光啟主持編譯《崇禎曆書》。書中涉及開普勒的《宇宙和諧論》、《哥白尼天文學綱要》、《丹麥天文學》等最新思想，使用了哥白尼和開普勒的近代幾何學方法，並用了三分之一的篇幅介紹第穀的太陽係結構係統，可謂是當時中國集天文、曆法、水利、測量、數學為一體的“百科全書”。
也正是在這一年，徐光啟向崇禎皇帝上奏折《條議曆法修正歲差疏》，論述了“數學和其他科學的關係，數學在生產實踐中作用”，他是把數學作為其他一切自然科學和工程學的基礎來看待。崇禎皇帝對西學非常支持，下旨批示“度數旁通，有關庶績，一並分曹料理”。
明朝滅亡後，西學思想在清初仍然受到朝廷重視。清軍攻陷北京，有意識保護了傳教士湯若望，後來順治帝重用湯若望，主管天文曆法，纂寫火炮鑄造等書籍，順治帝臨終立皇嗣也是征求了湯若望的“天花”建議，最終立玄燁為繼承人。
康熙帝即位後，更加重視西方傳教士。在清朝帝王裏，康熙帝無疑是最值得稱讚的，他不僅精通儒家經典，還鑽研西方的算術、幾何、物理等科學，與湯若望、南懷仁等歐洲傳教士關係密切，向他們學習西方科技，乃至令當時的歐洲人對中國的皇帝充滿敬佩和向往之情。
康熙年間，由於平叛三藩、征降台灣的需要，在南懷仁的主持下，清廷製造了上百門“紅夷大炮”，這些炮種類齊全，適應不同的山地、海洋、平原等作戰要求，達到了整個清朝火炮技術的最高水平。除此之外，南懷仁又著《坤輿圖說》一書，向康熙帝介紹了地圓說、潮汐理論、赤道南北半球等當時最新的理念，以及亞洲、歐洲、北美洲的地理概貌，可以說，在康熙前期，西方科學思想對中國、至少是清朝中央政府有極大發展作用的。
但我們可以發現，從明末崇禎到清初康熙，西學的傳播已然發生了變化：
明末由於社會動蕩，言論、著書等愈發自由，西學思想受到上層士大夫的追捧，許多學說是在自由環境下自發產生；而清初由於皇權強大，清廷對全國言論的控製嚴格，西學思想、技術僅僅在皇帝本人身上才得以體現，在社會上並未產生影響。
康熙皇帝一生好學，精通中西文化，但康熙的局限在於，他隻將這些先進思想用於自己個人、中央樞紐，禁止把西學思想傳播到整個社會，害怕引起民眾的思想革新；與康熙帝一樣，乾隆也青睞西方畫家郎世寧等傳教士，把西洋技術用在了建造圓明園、供自己享樂的基礎上，去本求末，追求“雕蟲小技”，乃至當八國聯軍闖入圓明園時，驚訝中國竟早就有如此先進技術，卻不用於社會。
這是一種令後世人感到尷尬的態度：一方麵，康熙帝的好學精神、乾隆朝的圓明園集西洋科技之大成等現象，都讓國人在直觀上感覺到，清朝統治者對歐洲思想並不排斥，甚至相當欣賞；另一方麵，文字獄、禁書毀書等一係列遏製社會思想的舉措也愈發嚴格，許多自然科學書籍被認為是“異端邪說”，或是在民間失傳、或是成為禁書，整個中國依舊遵循著古老法則“存天理、滅人欲”，沒有任何革新——這就是“隻許州官放火，不許百姓點燈”。
統治者的心理常常顯得很微妙，當年慈禧太後將《紅樓夢》列為禁書，但自己卻對此書愛不釋手。對於學習西洋科學，康熙帝自己的解釋是：“朕幼時，欽天監漢官和西洋人不睦，朕思己不知，焉能斷人之是非？因而憤而學焉。”康熙學習科學目的在於使自己頭腦清晰，明斷是非，能夠駕馭漢官和洋人。與康熙接觸最深的傳教士南懷仁曾說“他（康熙）通過這件事，便在其周圍的貴人麵前，能誇示自己的學問而得意！”據大儒李光地記錄，（康熙）說“你們漢人全然不曉得算法，惟江南有個姓梅的他知道些……”種種言辭中，我們可以感覺到康熙的微妙心理，他把這些學問當做帝王個人素質的提高、乃至淩駕於所有人之上的資本，這固然說明康熙是一個優秀圖強的君主，但也從相反證明了他對西方技術的看法僅限於這一點。
正是在同一時期，俄國的彼得大帝也在學習西歐科技。與康熙一樣，年輕的彼得也愛好“微服私訪”，他化名前往英國學習造船術、到普魯士學習火槍射擊，走訪了英、法、荷等國的工廠和學校，甚至連軍火庫和議會也進去過。彼得學習科學與康熙不同，彼得為的是讓整個俄羅斯民族得到提高，從西歐回來後，彼得大帝立刻開始了一場轟轟烈烈的“西化”改革，創辦學校和報社，鼓勵國民學習科學，並將首都遷往臨西歐最近的聖彼得堡，從而打開了“瞭望歐洲的窗口”，俄國一躍從落後的農奴製國家成為當時世界列強之一。