一、宇宙论方面
墨子认为，宇宙是一个连续的整体，个体或局部都是由这个统一的整体分出来的，都是这个统一整体的组成部分。换句话说，也就是整体包含着个体，整体又是由个体所构成，整体与个体之间有着必然的有机联系。从这一宇宙观出发，墨子进而建立了关于时空的理论。
在时空理论的基础上，墨子建立了自己的运动论。对于物质的本原和属性问题，他认为，如果没有石头，就不会知道石头的坚硬和颜色，没有日和火，就不会知道热。也就是说，属性不会离开物质客体而存在，属性是物质客体的客观反映。人之所以能够感知物质的属性，是由于有物质客体的客观存在。
二、数学方面
墨子是中国历史上第一个从理性高度对待数学问题的科学家，他给出了一系列数学概念的命题和定义，这些命题和定义都具有高度的抽象性和严密性。
墨子所给出的数学概念主要有：
关于“倍”的定义；关于“同长”的定义；关于“中”的定义，这里的“中”指物体的对称中心；关于“圆”的定义；墨子关于圆的定义与欧几里得几何学中圆的定义完全一致）关于正方形的定义，墨子说，四个角都为直角，四条边长度相等的四边形即为正方形（这与欧几里得几何学中的正方形定义也是一致的）关于直线的定义，墨子说，三点共线即为直线。此外，墨子还对十进位制进行了论述。十进制的发明，是中国对于世界文明的一个重大贡献。正如李约瑟在《中国科学技术史》数学卷中所说：“如果没有这种十进位制，就几乎不可能出现我们现在这个统一化的世界了。”
三、物理学方面
墨子关于物理学的研究涉及到力学、光学、声学等分支，给出了不少物理学概念的定义，并有不少重大的发现，总结出了一些重要的物理学定理。
首先，墨子给出了力的定义，认为力是使物体运动的原因，即使物体运动的作用叫做力。第二，关于杠杆定理，墨子也作出了精辟的表述。他指出，称重物时秤杆之所以会平衡，原因是“本”短“标”长。用现代的科学语言来说，“本”即为重臂，“标”即为力臂，写成力学公式就是力×力臂（“标”）=重×重臂（“本”）。现在人们一般都习惯于把杠杆定理称为阿基米德定理，其实墨子得出杠杆定理比阿基米德早了200年，应称之为墨子定理才是公允的。第三，墨子首先探讨了光与影的关系。第四，墨子又进行了小孔成像的实验。他明确指出，光是直线传播的，物体通过小孔所形成的像是倒像。特别可贵的是，墨子对平面镜、凹面镜、凸面镜等进行了相当系统的研究，得出了几何光学的一系列基本原理。墨子还对声音的传播进行过研究。
四、机械制造方面
墨子是一个精通机械制造的大家，有一次，鲁班带着兵器设备，帮助楚国攻打宋国，墨子听说后，马上离开藤国赶往宋国，帮助宋国一一破解了鲁班的攻城器械和攻城办法，最后鲁班心服口服。他曾花费了3年的时间，精心研制出一种能够飞行的木鸟。他又是一个制造车辆的能手，可以在不到一日的时间内造出载重30石的车子。他所造的车子运行迅速又省力，且经久耐用，为当时人们所赞赏。
值得指出的是，墨子谙熟几乎当时各种兵器、机械和工程建筑的制造技术，并有不少创造。在《墨子》一书中的“备城门”、“备水”、“备穴”、“备蛾”、“迎敌祠”、“杂守”等篇中，他详细地介绍和阐述了城门的悬门结构，城门和城内外各种防御设施的构造，弩、桔槔和各种攻守器械的制造工艺，以及水道和地道的构筑技术。他所论及的这些器械和设施，对后世的军事活动有着很大的影响。
五、哲学方面
墨子又是中国逻辑学的奠基者。他称逻辑学为“辩”学，把其视之为“别同异，明是非”的思维法则。他认为，人们运用思维，认识现实，作出的判断无非是“同”或“异”，“是”或“非”。由这一思维法则出发，墨子进而建立了一系列的思维方法。他认为思维的目的是要探求客观事物间的必然联系，以及探求反映这种必然联系的形式，并用“名”（概念）、“辞”（判断）、“说”（推理）表达出来。“以类取，以类予”，相当于现代逻辑学的类比，是一种重要的推理方法。此外，墨子还总结出了假言、直言、选言、演绎、归纳等多种推理方法，从而使墨子的辩学成为一个有条不紊、系统分明的体系，在古代世界中别树一帜，与古代希腊的逻辑学、古代印度的因明学并立。
六、军事方面
中国古代战争最著名的守城战术典籍是墨家的《墨子》，《墨子》十五卷，其中第十四、十五卷全篇介绍了守城的装备、战术、要点，共二十篇，存十一篇，如《备城门》，《迎敌祠》，《旗帜》，《号令》，《集守》。《墨子》中的守城战术极其丰富，仅存的十一篇就几乎涵盖了所有的冷兵器时代的攻城术。
综上所述，可以看到墨子的科学造诣之深，成就之大，在中国古代杰出科学家中堪称佼佼者之一。由于他在自然科学方面的成就，后世尊称他为“科圣”，当代著名学者杨向奎先生甚至认为，墨子在自然科学上的成就，决不低于古希腊的科学家和哲学家，甚至高于他们，“他个人的成就，就等于整个希腊。”
