宋元时代建立了将当代事迹记录下来的制度，并且陆续完成了纪传体的前代史，如《新唐书》以及五代、宋、辽、金的历史，占据此后被称为“正史”的二十四史中的六史。此外，这一时期还出现了一些规模巨大的重要着作，如《资治通鉴》《续资治通鉴长编》《通志》《文献通考》等。取材繁富、记述求实、形式创新是宋元时期历史学的显着特点。而由于历史学的发展，从而也推动了考古学和目录学两个新学科的形成，进一步使得音韵学和训诂学开拓了新领域。
宋太宗在灭北汉之后巩固了宋朝的统治，在加强中央集权统治的同时也大力提倡学术。宋太宗先后聚集南北文士，编纂了《太平御览》《太平广记》《文苑英华》三部书，在宋真宗时期又编纂了《册府元龟》，这四部书被称为宋代“四大书”。
北宋在宋太宗的提倡下开了编修类书的先河，在南宋时期，王应麟采集宋代历朝实录以及《国史》《日历》等，编辑了《玉海》二百卷，辑录了宋代的许多史事，也是非常重要的一部编修类书。
通志与通考是宋元时期新创的史学体裁。《通志》是南宋人郑樵于1161年成书的。他经过了三十年的艰苦准备工作，收集和研究了大量的资料，后编纂出了此书，其中年谱是他新创的体例。《文献通考》是元代马端临所编纂，于1307年成书。马端临仿照唐代杜佑的《通典》，详细地记录了从古代一直到宋宁宗末年的各种制度以及沿革。《文献通考》收录了大量经籍、史书、传记、文集、奏议以及笔记等文献，还摘引了唐宋诸臣的议论，夹叙夹议。《通志》《文献通考》与唐代杜佑的《通典》被合称为“三通”。
宋代学术还有一大成就，是将金石学和考古学发展成了独立的研究部门。金石学和考古学的研究开端于宋真宗时期对古铜器的研究，而真正开始把古代器物当做一门学问来研究，还是宋仁宗以后的事情了。金石学和考古学在这一段时期内的重要着作有刘敞的《先秦古器记》，欧阳修的《集古录》，吕大临的《考古图》，李公麟的《考古图》，王黼的《博古图》，赵明诚的《金石录》，薛尚功的《历代钟鼎彝器款识》等。此外，沈括的《梦溪笔谈》、郑樵的《通志》等书中，也包括了金石考古方面的内容。
宋代学者们在金石考古学上的主要贡献首先是辛勤地收录了古代文物，使得古玩器具成为学术研究的对象；其次是创造了传拓术和绘制图形的方法，用画图描绘了每一件器物的形状特点，并说明了尺寸、轻重以及出土地点和收藏者等具体信息，最后是肯定了古代器物的名称。
目录学是从班固撰写《汉书叙传》的时候开始的，到宋代正式成为一门专学，在宋、金、元时期，目录学方面取得了十分显着的成绩。宋朝承袭前朝，由官府聚集学者进行图书校勘编目。在宋仁宗时候，又命王尧臣、王洙和欧阳修等前后历时八年，定着了三万六百六十九卷条目，进行分类编目，总成六十六卷，赐名《崇文总目》，成为一部相当详备的目录书。
郑樵的《通志》中编有《艺文略》，尽收古今目录所叙述的书，将其分为经、礼、乐、小学、史、诸子、天文、五行、艺术、医方、类书、文等十二个大类，又细分成为五十五个小类，二百八十四目，成为当时一个显着的革新分类。郑樵还十分重视图谱，《通志》中撰写的《图谱略》是当时一大创举。
宋元时期的学者私人编写收藏的书籍目录，将其成为一部专书，这也是当时的一大创新。代表作有晁公武的《郡斋读书志》，尤袤的《遂初堂书目》，陈振孙的《直斋书录解题》等。
宋元时期的音韵学包括了今韵和古韵的研究，同样取得了可观的成绩。所谓今韵，指的是魏、晋、唐、宋时候的语音。隋代陆法言等人所撰写的《切韵》五卷是研究今韵的重要着作。宋太宗时候撰写了《广韵》一百卷，宋真宗时期校订了《切韵》。宋仁宗时期，贾昌朝撰写了《礼部韵略》。金哀宗时期，王文郁撰写了《平水韵略》。与此同时，张天赐撰写了《草书韵略》。南宋理宗时，刘渊撰写了《壬子新刊礼部韵略》。元代周德清又编写了《中原音韵》，此外，司马光撰写《切韵指掌图》用图表的方法来研究切韵，是一个创新。
古韵与今韵是有许多差别的，北宋末南宋初的时候，吴械开始研究古韵。吴械着作有《毛诗补音》《楚辞释音》和《韵补》等书，为后人开辟了研究古韵的一大途径。此外还有郑痒撰写的《诗古音辨》等着作。
宋元时期由于城市经济和商业的繁荣，交通的发达以及政治军事等方面的需要，使得地理学获得了较大的发展。这一时期较为主要的地理学着作有北宋乐史所撰写的《太平寰字记》，北宋李宗谔等撰写的《祥符州县图经》，北宋王存等撰写的《元丰九域志》，北宋欧阳态所撰写的《舆地广记》，以及元世祖时期命人搜辑的《大元大一统志》等。
以上着作都是全国范围的总地志，除此之外，民间还流传有许多的地方志。总体来说，地方志南宋比北宋时期多，从地区上来说，则是南方比北方要多。这些地方志所包含的内容更为细致，记载了各城市的经济和政治等情况，是十分重要的文献。
宋、金、元时代都十分重视地图的制作。员外郎又称为职方图，就是专门管理绘制地图的官员。朝廷将各路的地图绘制称为本朝的全图，此外又分文别类绘制各种专门性的地图，种类非常繁杂。在宋太宗时期，曾命各画工将各州的地图合并成为一幅全国图，共用了一百匹绢，也就是说这幅地图面积大约有八千多平方宋尺，宋尺比市尺大约略小一到二厘米，这可以说是历史上罕见的特大地图了。在宋神宗时期，沈括察访河北边区，曾用面糊、木屑、熔蜡等制作成轻便的地图模型，回官衙之后用木刻制成正式模型。南宋黄裳也做过《舆地图》的木刻模型，朱熹则用胶泥制作过地图模型。
科学技术的全面发展
宋元时代的科学技术十分发达，各种发明创造都层出不穷，在天文学、数学、医学以及本草学与技术科学方面都取得了许多新成就。
宋朝的天文学发展大致可分为三个阶段。第一阶段是北宋初期到宋神宗前期，这一时期的天文历法以崇天历为代表，主要成就是超新星的观测。第二阶段是宋神宗时期到北宋末年，历法以纪元历为代表，主要成就是水运仪象台的制造。第三阶段就是南宋时期，主要以编撰统天历而着名。
由于天文学的发达，与天文学关系密切的数学在宋元时代也十分发达，期间就出现了好几位有成就的数学家。北宋有贾宪，南宋末有秦九韶和杨辉，金末有李冶，元初有朱世杰。这五人是金元之际的着名的数学大家。
宋朝时期还编辑出版了大量的医药书籍，传播了医药文化，如1026年编辑出版的王惟一的《铜人腧穴针灸图经》，宋太宗时期贾黄中等人编辑的《神医普救方》，宋徽宗时期草孝忠主编的《圣济总录》等。宋神宗时期，还曾诏令过各地名医将特效药方贡献出来由太医局通过试验之后制药，并将药方公之于世。到宋徽宗时期又经过了再次订正，这就是有名的《和剂局方》。
北宋时候的医学已经分成了九个科类，即：大方脉也就是内科、风科；小方脉也就是儿科、产科；疮肿兼折伤也就是外科、眼科、口齿兼咽喉、针灸、金镰兼书禁等。其中以儿科的成就最为显着。北宋中叶的钱乙着作了《小儿药证直决》，其中已经能够鉴别痘疹和其他发热病的不同。南宋初期，刘昉等人编着了《幼幼新书》，同时还有《小儿卫生总微论方》，收集的儿科病例较为全面。妇产科方面也有所进展，在哲宗时期，杨子建着作了《十产论》，记载了横产、倒产、偏产以及碍产等不同类型，并且说明了导正胎位的各种方法。南宋时期陈自明着作《妇人大全良方》，也是十分重要的妇产科着作。南宋时期还出现了病因学的着作，陈言的《三因极一病症方论》，施发的《察病指南》等都是这方面的着作。此外，1247年，宋慈所着的《洗冤集录》总结了宋朝以及以前的法医学知识，并且包括杀伤、验尸、检骨以及死伤的鉴别。
金代的医学发展大约可分为三个时期：即海陵王以前为前期，世宗至章宗泰和时期为中期，金章宗泰和以后为后期。前期医学的代表是原北宋开封名医成无己，他主要对《内经》《伤寒论》等古典医术做了注释。中期的医学代表是刘完素和张元素，两人的治病方法都独树一帜。后期医学的代表是张从正和李杲，李杲是张元素的学生，有两部医学名作，即《内外伤辨惑论》和《脾胃论》。
元朝医学在宋金时期的基础上又有了进一步发展，其中最有成就的可推朱震亨和危亦林等人。朱震亨着作有《格致余论》和《局方发挥》等书，他主张“阳有余而阴不足”，创立了“滋阴养火”的方法。他所用的有些药剂如大补阴丸、琼玉膏等，到后世也一直流传服用。危亦林则是个伤科专家，着作有《世医得效方》。
本草学的发展在宋元时期达到了一个高潮，本草学不仅仅是药物学，还包含了植物学、动物学以及矿物学等知识，是宋元自然科学全面发展的标志之一。宋朝时期还有很多的植物专谱，与本草学的发达有密切关系，其中以欧阳修的《洛阳牡丹记》，陈翥的《桐谱》，蔡襄的《荔枝谱》，王观的《芍药谱》，刘蒙的《菊谱》以及韩彦直的《橘录》最为着名。
宋元时代还出现了很多种技术方面的书，这些技术类的书中有论建筑技术的《木经》和《营造法式》，论冶炼技术的《浸铜要略》，论织机技术的《梓人遗制》，论制盐技术的《熬波图咏》，以及论造船技术的船式、船样等书。
宋朝时期有许多的大型铸件，包括针灸铜人，铜制浑仪以及铜鼎等。在宋徽宗时期，铸造的九鼎共重二十二万斤，也就是说每鼎重二万多斤，可见当时铸造工艺的技术水平是非常高的。
宋代造船已经是根据船样来打造了。船样有的是已经编辑成图册供给选用的，有的则是自行设计并制成模型之后投入制造的。南宋初期，陈傅良论“治方舟”，对控制船舶航行的三大部分分别进行了阐述，即推进、操纵以及系泊装置。北宋熙宁中已设置了船坞，保护船只避免直接在露天中受到自然界的损害。