第一节天文历法
魏晋南北朝时期，天文历法方面最大的成就是东晋虞喜发现了“岁差”。
过去天文学家不知分“天周”和“岁周”，以为太阳运行一周（天周）就是“岁周”。虞喜观察到太阳从当年冬至运行到次年冬至并没有回到原来的冬至点上，而是每50年（现代测定是71年8个月）向西移动一度。这种“天周”与“岁周”的差就叫“岁差”。
祖冲之亲自观察，证实了岁差的存在，并把它应用到自己所制定的《大明历》中。根据计算，《大明历》规定一年为365.24281481天，与近代科学测量的日数相差不到50秒。
《大明历》中另一重要改革是对闰法作了新的调整，将古法19年7闰改为391年144闰。《大明历》是当时最先进的历法。
第二节数学
魏晋南北朝时期，数学出现了繁荣的景象。三国时，魏刘徽注《九章算术》，“析理以辞，解体用图”，在注方田章圆田术时发明割圆术。刘徽由圆内接正六边形开始，计算内接正十二边形、正二十四边形等一直计算到圆内接正一百九十二边形。
徽认为还可以继续割下去，“割之弥细，所失弥少，割之又割，以至于不可割，则与圆合体而无所失矣。”这就是极限概念。刘徽在注少广章开方术时说：“物之数量，不可悉全，必以分言之。”说明产生分数的必然性。刘徽在注文中采用了十进分数，为后世十进小数记法奠定了基础。他还总结了当时测量数学上的成果，撰《海岛算经》一书，利用相似直角三角形相当边的比例测量高深广远，这个方法后来在我国一直被采用。
这一时期的数学是在对旧有谬误的批判中得到发展的。祖冲之说：“立圆旧误，张衡述而弗改；汉时斛铭，刘歆诡谬其数。”“及郑玄、阚泽、王蕃、刘徽，并综数艺，而每多疏舛。”立圆指球体积计算，斛铭指圆周率计算。祖冲之关于圆周率的计算，超越前人更开密法，求得圆周率值在3.1415926和3.1415927之间。
后者也准确到小数点后第六位。就分子分母不超过百位数的分数而言，这是圆周率值的最佳近似分数。祖冲之的这项发明比欧洲约早一千年。关于球体积计算，祖冲之和他的儿子祖暅也超越了前人，求出球体积的正确计算公式。相同的方法在欧洲要到十六世纪初才出现。
我国古代著名数学书——《算经十书》，有九部是魏晋南北朝时期撰注或编写的。这九部书是：赵君卿的《周髀算经注》，刘徽的《九章算术注》和《海岛算经》，《孙子算经》《夏侯阳算经》，《张邱建算经》；甄鸾的《五曹算经》和《五经算术》，祖冲之、祖暅的《缀术》。《孙子算经》中有物不知数题是一个联立一次同余式组解法的特例，外国数学史盛称的“中国剩余定理”渊源于此。《张邱建算经》中的百鸡问题，是我国数学史上有名的不定方程问题。《缀术》唐以后失传，前述球体积的计算等当是该书的部分内容。
第三节医学
这一时期的名医有晋代的王叔和、皇甫谧、葛洪和梁代的陶弘景。王叔和是晋太医令，他精通脉理，著《脉经》十卷，把脉象归纳为二十四种，奠定了脉学的理论基础。 皇用谧长于针灸，著《针灸甲乙经》十二卷，是中国第一部针灸学专著。葛洪著《肘后卒救方》三卷，记录了当时许多有效的药方。
萧梁时的陶弘景增补葛洪的《肘后卒救方》，著《肘后百一方》。他对汉代流传下来的《神农本草经》作了增补，整理成《本草经集注》。他首创按药物的自然属性和医疗属性的分类法，把七百多种药物分为七大类。这种分类法，后来成为中国古代药物的标准分类法，一直沿用和不断充实。
第四节建筑
从东汉末年经三国，两晋到南北朝，是我国历史上政治不稳定、战争破坏严重、长期处于分裂状态的一个阶段。在这300多年间，社会生产的发展比较缓慢，在建筑上也不及两汉期间有那样多生动的创造和革新。但是，由于佛教的传入引起了佛教建筑的发展，高层佛塔出现了，并带来了印度、中亚一带的雕刻、绘画艺术，不仅使我国的石窟、佛像、壁画等有了巨大发展，而且也影响到建筑艺术，使汉代比较质朴的建筑风格，变得更为成熟、圆淳。
这个时期最突出的建筑类型是佛寺、佛塔和石窟。佛教在东汉初就已传入中国，至南北朝时统治阶级予以大力提倡，兴建了大量的寺院、佛塔和石窟。梁武帝时，建康佛寺达500所，僧尼10万多人。十六国时期，后赵石勒大崇佛教，兴立寺塔。北魏统治者更是不遗余力地崇佛，建都平城（今大同）时，就大兴佛寺，开凿云岗石窟。迁都洛阳后，又在洛阳伊阙开凿龙门石窟。中国的佛教由印度经西域传入内地，初期佛寺布局与印度相仿，而后佛寺进一步中国化，不仅把中国的庭院式木架建筑使用于佛寺，而且使私家园林也成为佛寺的一部分。
佛塔是为埋藏舍利，供佛徒绕塔礼拜而作，具有圣墓性质。传到中国后，将其缩小成塔刹，和中国东汉已有的各层木构楼阁相结合，形成了中国式的木塔。除木塔外，还发现有石塔和砖塔。
石窟寺是在山崖上开凿出的窟洞型佛寺。自印度传入佛教后，开凿石窟的风气在全国迅速传播开来。最早是在新疆，其次是甘肃敦煌莫高窟，创于公元366年。以后各地石窟相继出现，其中著名的有山西大同云岗石窟、河南洛阳龙门石窟、山西太原天龙山石窟等。这些石窟中规模最大的佛像都由皇室或贵族、官僚出资修建，窟外还往往建有木建筑加以保护。石窟中所保存下来的历代雕刻与绘画是我国宝贵的古代艺术珍品，其壁画、雕刻、前廊和窟檐等方面所表现的建筑形象，是我们研究南北朝时期建筑的重要资料。