Развитие науки нуждается в определенных условиях — материальная база, слой образованных людей, общественная среда, поддерживающая их изыскания. Все это во второй половине XVIII в. находилось в России в стадии формирования. Правда, время, о котором писал Лейбниц Петру I, считая, что в его империи «все, что касается до науки, ново и подобно листу белой бумаги», миновало. Основным центром научной деятельности с 1725 г. была Академия наук, к которой прибавились Московский университет, Горное училище в Петербурге (1773) и Российская академия (1783).
Ломоносов разрабатывал почти все отрасли науки. Его современники и последователи были не столь энциклопедичны. В разных областях научных знаний проявили себя талантливые ученые: С.Я. Румовский (астрономия), М.Е. Головин и С.К. Котельников (математика), В.М. Севергин (минералогия), Д.И. Виноградов (химия), Д.С. Самойлович (эпидемиология), С.Е. Десницкий (право) и др.
Географические экспедиции. Одним из важнейших научных направлений оставалось изучение природных богатств страны. Перед экспедициями, организатором которых являлась Академия наук, ставились комплексные задачи — собрать материалы о флоре и фауне, этнографии, полезных ископаемых, исторических достопримечательностях, т.е. дать полное описание отдаленных регионов. В 1768—1774 гг. работали пять академических экспедиций, объединенных едиными программами и задачами. Во главе их стояли ученые П.С. Паллас, И.И. Лепехин, С.Г. Гмелин, И.А. Гюльденштендт, И.П. Фальк. В результате деятельности экспедиций были обследованы районы Нижнего Поволжья, Урала, Южной Сибири, Белого моря, Ладожского озера, Кавказа, Средней Азии. Часть материалов была опубликована, и это послужило развитию географии, этнологии, ботаники, зоологии, минералогии, а также способствовало развитию промышленности, промыслов, путей сообщения.
Свой вклад в освоение и описание островов Тихого океана и берегов Америки внесли экспедиции русских промышленных людей. Важные сведения об Алеутских островах и Аляске содержатся в описаниях купца Г.И. Шелехова, основавшего первые русские поселения на американском континенте.
Важнейшее значение для характеристики природных условий имели «Экономические примечания к Генеральному межеванию земель», которые стали составляться с 1765 г. и включали сведения о составе земельных угодий, качестве почв, сельскохозяйственных культурах.
Техническая мысль. Вторая половина XVIII в. отмечена рядом выдающихся изобретений. Изобретателем и механиком И.И. Ползуновым в 1764—1765 гг. был сконструирован действующий паровой двигатель первой в мире двухцилиндровой машины непрерывного действия. В 1765 г. Ползунов построил первую в России паросиловую установку, которая была пущена на Барнаульском заводе.
Выдающимся изобретателем был И.П. Кулибин, который заведовал Инструментальной палатой Академии наук. Он увлекался созданием стенных и карманных часов. Сохранились его часы в форме яйца, которые показывают время года, суток, месяцы, недели, фазы луны. В 1776 г. Кулибин разработал проект одноарочного деревянного моста через Неву длиною в 298 м. Он сконструировал один из первых прожекторов, получивших применение на маяках и кораблях; речное судно, движущееся против течения своим ходом; лифт, трехколесный велосипед-коляску и др.
Гуманитарные знания. Российская академия наук, в состав которой вошли известные ученые (И.Н. Болтин, И.И. Лепехин, С.Я. Румовский, Н.Я. Озерецковский и др.) и писатели (Г.Р. Державин, Д.И. Фонвизин, М.М. Херасков и др.), была создана по инициативе Е.Р. Дашковой, которая стала ее президентом. Научным достижением академии явился выпуск шести томов толкового Словаря русского языка, в которых объяснено свыше 43 тыс. слов.
Во второй половине XVIII в. значительно расширяется источниковая база исторических исследований. Большое количество документов было опубликовано Н.И. Новиковым в «Древней российской вивлиофике», ряд публикаций источников был подготовлен Μ. М. Щербатовым («Царственная книга, то есть Летописец царствования царя Ивана Васильевича...», «Журнал, или Поденная записка имп. Петра Великого»). Увидела свет многотомная «История Российская» В.Н. Татищева, основанная на летописных текстах.
Крупными историками последней трети XVIII в. были М.М. Щербатов и И.Н. Болтин. В семитомной «Истории российской от древнейших времен» Щербатов изложил огромный фактический материал, ввел в научный оборот разнообразные источники. Но тяжеловесный стиль изложения и некоторые ошибки в толковании источников снижали уровень труда Щербатова и не способствовали его популярности.
Оппонент Щербатова Болтин разрабатывал критический анализ источников, толкование терминологии древнейших памятников, а также подходы к изложению и интерпретации исторических фактов. Он придавал большое значение природному фактору, обращал внимание на общие и отличительные черты исторического развития русского и других европейских народов.
В области философской мысли идеи о роли чувственного познания, опыта и наблюдений высказывал профессор Московского университета Д.С. Аничков. Он считал, что причинами возникновения религии был страх человека перед непознанными силами природы и обман людей жрецами. Его коллега профессор юриспруденции С.Е. Десницкий отстаивал мысль о постоянном развитии природы и общества. Оригинальным мыслителем был Я.П. Козельский, который установил границы между наукой («философия содержит в себе все науки») и религией, считая, что философия оперирует доводами разума.