航空航天技术
可望而不可即的浩瀚星空曾激起多少人无穷的想象。古代中国有过“嫦娥奔月”的幻想。1942年，德国科学家布劳恩研制成功第一枚液体火箭，飞行距离达到31.9公里。1957年，前苏联用火箭将第一颗人造卫星送入太空。1961年，前苏联用火箭将第一艘载人宇宙飞船“东方号”送入太空成功。1969年，美国“阿波罗号”宇宙飞船送两名宇航员成功登上了月球。1981年，美国第一架可重复使用的航天飞机“哥伦比亚号”进行了环地球飞行。1997年，美国“火星探路者号”火星探测器在火星着陆。目前，全世界已有四五千个空间飞行器在飞行，有400多名宇航员遨游过太空，航天技术因此成为20世纪最杰出的技术发明而载入史册。
化学合成技术
20世纪又是化学的世纪。20世纪的化学技术发展，对今天乃至今后世界的发展产生了前所未有的影响。20世纪化学技术的突出成就是一系列新材料的发明。以半导体材料为例，原来具有半导体性质的材料主要是硅和锗，因其极其稀缺，制约着半导体的发展。直到1952年，德国科学家威尔克发现锑和铟的化合物具有半导体的性质，才开创了化合物作半导体的新路。1977年，科学家又发现掺杂乙烯块具有导电性，揭开了有机半导体材料的新篇章。后来，又发现超导材料，1979年发现了第一个有机超导体，迄今已发现40多种有机超导体。超导材料可以使导电体的电阻完全消失，达到超导电性能，对于发展电子及信息产业具有重要意义。
20世纪化学技术革命的又一重大发明是塑料、橡胶和纤维的发明。塑料是人工合成的有机高分子化合物树脂，因其是具有可塑性的树脂，1930年开发出聚胺树脂，1940年发明了饱和聚树脂、环氧树脂等。1950年发明了聚乙烯、聚丙烯、聚脂树脂，从而使塑料成为一种人类离不开的重要材料。
橡胶是橡胶树的“眼泪”，是一种重要的化工原料。但由于受产地限制，产量很少。1920年，苏联科学家发明了合成橡胶，二战中，美国科学家用丁二烯和乙烯聚合成了橡胶，从而完全代替了人工种植橡胶。
合成纤维的发明经历了一系列的磨难。1903年，科学家迈尔斯发明了可溶于丙酮的纤维，1918年美国杜邦公司发明了聚酰胺纤维（尼龙），1920年发明了醋酸纤维，1934年发明了聚氯乙烯纤维。1958年发明了聚丙烯树脂纤维，1960年发明了高弹性的聚氨基甲酸脂纤维。现在，塑料、橡胶、合成纤维已在当代工业和人们生活中成为不可缺少的材料，达到了难离的程度。
催化合成技术是20世纪化学技术革命的重要里程碑。20世纪发明的合成氨、硫酸、硝酸等都是通过催化合成技术生产的。1930年，石油炼制中应用了催化技术，以后，合成橡胶、合成纤维，各种塑料的生产都广泛应用了催化技术。
核能利用技术
现在，人们经常为是否应该建设原子能核电站而争论，然而，直到19世纪末，人们还不相信有原子能存在。1930年，科学家已认识到原子是由带正电子的原子核和围核运动的带负电的电子构成，而原子核又是由质子和中子构成。爱因斯坦的质能方程使人们认识到原子核具有巨大能源的意义。1934年，意大利科学家费米发现铀元素具有“放射性蜕变”和“人工核反应”两类核能释放过程，从而导致了两类核技术的发明：利用放射性的核辐射技术和控制核反应的核反应堆技术。
1941年，费米受命开展曼哈顿核弹计划研究，研制核反应堆。核反应堆是指把作为核燃料的铀和铀氧化合物与石墨砖块相间叠垒成堆，故名“反应堆”。1942年12月22日，世界上第一个核反应堆运行成功，产生了200瓦的功率。1945年，美国的第一颗原子弹试验成功，1954年建成了第一座核发电站。
核辐照技术是利用物质的放射性能量改变物性，使物质产生有利于人类的物性。在工业生产中，利用核辐照可以生产性能良好的产品，如经核辐照的橡胶不易老化，而且提高了抗磨性；辐照后可以缩短喷漆和彩印的固化时间等。在农业方面，核辐照技术主要用于植物育种和杀灭害虫。辐射育种是使用放射性射线引起植物遗传结构的变异，使原有的品种获得一些新的特性，如早熟、矮秆、抗病、优质等，经过选择可育成新品种。辐射灭虫是核射线可以使雄虫不育，从而降低害虫的密度并最终消灭。辐照技术在医疗上应用最广泛的是进行辐照消毒，最重要的应用是对肿瘤的放射性治疗，其原理是利用加速器产生的粒子束射线的电离作用，最大限度地破坏肿瘤细胞，使肿瘤细胞杀灭或不再生长。
除了传统的核能技术外，20世纪末期，核能转换技术又大大拓展了核能技术的应用空间。如中子弹技术、电磁脉冲技术等，已成为新的威慑性武器。
激光技术
激光是20世纪的重大发明之一。激光的实质是把电能转变为光能。1960年，美国科学家迈曼成功研制出世界上第一个激光器。迈曼激光器是用红宝石作物质材料，加上一个充有氙气的石英闪光灯管，加一个大电容器和一个直流电源。经过40多年的发展，激光已在通讯、电脑、机械、医疗、国防、文化等多方面广泛应用。目前，应用激光技术最主要的是通讯，即光导纤维技术。此外，激光技术还被应用到军事上，制成激光武器，具有无限光明的前景。