上回讲到，崇祯帝在“官僚体系”内招揽“科技人才”时，发现“宋应星”的与众不同，打算给予重点培养。
“宋应星”尤其是在《机械》篇中，详细记述了包括立轴式风车、糖车、牛转绳轮汲卤等常见农业机械工具，具有极高的科学使用价值。“宋应星”还是世界上第一个科学论述锌和铜锌合金（黄铜）的科学家。
他明确指出，锌是一种新金属，并且首次记载了它的冶炼方法。这是中国古代金属冶炼史上的重要成就之一。使中国在很长一段时间里，成为世界上唯一能大规模冶炼金属锌的国家。
“宋应星”记载的用金属锌代替锌的化合物（炉甘石）来炼制黄铜的方法，是人类历史上用铜和锌两种金属直接熔融后，而得黄铜的最早记录。
“宋应星”很注意从一般现象中发现本质，并在自然科学理论上也取得了一些成就。分别体现在生物学、化学和物理学方面。在生物学方面，“宋应星”在他自己所写的《天工开物》中记录了农业生产的事。
他指出，当农民在培育水稻、大麦等新品种时，应当研究土壤、气候、栽培方法等，会对作物品种的变化产生什么影响？他还注意到，不同品种蚕蛾杂交引起变异的情况，说明通过人为的主动干预，可以改变动、植物的品种特性，并得出了“土脉历时代而异，种性随水土而分”的科学见解。
“宋应星”的这种见解，把中国古代科学家关于“生态变异”的认识向前推进了一步，为“人工培育新品种”提出了理论根据。
生命运动以极其纷繁的形式呈现在人类面前，众多物种是怎样产生的，曾长期困绕着人们的思绪。“宋应星”在这个问题的认识上向科学迈出了一大步。
他在谈到土坡、气候、栽培方法对农作物品种变化的影响时说:“凡稻旬日失水，则死期至，幻出早稻一种，筱而不粘者，即高山可插，又一异也。”
在述及蚕种的培育时，他指出：“若将白雄配黄雌，则其用变成揭茧。”他还说：“今寒家有将早雄配晚雌者，幻出嘉种，一异也”。在这里，“宋应星”提出了物种变异的重要科学思想。
尤其值得指出的是，“宋应星”所记载的物种变异，有的起因于坏境的变化；有的起因于不同品种的杂交，涉及到了对物种变异的更深刻的理解。
从这种意义上来说，“宋应星”是当之无愧的“生物进化论”的先驱者之一。无怪乎英国著名生物学家、进化论思想的集大成者达尔文，把《天工开物》中的有关论述作为他论证物种变异、进化的重要例证 。
在物理学方面，其新发现的佚著《论气?气声》篇是论述声学的杰出篇章。“宋应星”通过对各种声音的具体分析，研究了声音的发生和传播规律，并提出了“声是气传播”的概念。
在化学方面，“宋应星”分析了金、银、铜、锡、铅和锌等多种有色金属的化学性质，比较它们的活泼程度，提出了利用它们之间的差异分离或检验有关金属的方法。
在论及分离金、银时，他指出：“凡足色金参和伪售者，唯银可入，余物无望焉。欲去银存金，则将其金打成薄片剪碎，每块以土泥裹涂，入堵涡中鹅砂熔化，其银即吸入土内，让金流出，以成足色。然后入铅少许，另入琳涡内，勾出土内银，亦毫厘具在也。”这是用高温加热的物理方法分离合金成分并提纯之。
在谈到水银和硫磺升炼朱砂（即硫化汞）时，“宋应星”指出：“每升水银一斤，得朱十四两，次朱三两五钱”，这增多部分是“借硫质而生”。
对这些金属和化合物进行分离和化合方法的分析，说“明宋应星”对大量的化学反应已十分关注，并认识到化学反应中各种物质成份相互作用的关系，以及化学反应前后各种物质成份之间的关系，具有“质量守恒”的思想。“质量守恒”是指在任何孤立系统中，不论发生何种变化或过程，其物质总质量始终保持不变。
在“化学”这一学科的历史发展中，人们对“质量守恒”的认识经历了很长的时间，最后才由法国著名化学家拉瓦锡，在研究燃烧过程中确立下来。但是，这已经是西元18世纪下半叶的事情了。
然而，“宋应星”最早在对金、银进行分离的方法分析中，在硫化汞的制取过程中，早就窥测到了这种物质运动的深邃奥秘，虽认识程度不及后者能提出完整的“质量守恒定律”，但毕竟比后者早了一百多年！
“宋应星”对于那些鬼怪、迷信之说给予坚决驳斥， 主张对事物的考察要用“试见”和“试验”的方法。
如他对麦子的开花就进行过仔细观察，作出了“江南麦花夜发，江北麦花昼发’的科学结论。而对未经自己亲自检验的事物和现象，“宋应星”往往持谨慎保留的态度。
值得称道的是，“宋应星”在学术上对自己要求极严，有着高尚的科学美德。其在《天工开物》的初稿中，包含有“观象”和“乐律”二卷，是作者“宋应星”专门论述天象观测和音乐韵律