到西周时，医和巫就初步分开了。《周礼》把“巫师”列于“春官大宗伯”职官系统中，而“医师”则列于“天官冢宰”管辖。同时又分医为“食医”、“疾医”、“疡医”、“兽医”，“食医”为王室管理饮食卫生，相当于营养医；“疾医”相当于内科医生；“疡医”相当于外科和伤科医生；“兽医”则专门治疗牲畜疾病。又有“医师”总管医药行政，并在年终考核医生们的医疗成绩，来评定他们的级别和俸禄。特别是，这时已重视病历记录和报告，“凡民之有疾病者，分而治之，死终则各书其所以而入于医师。”要求对病人分别处理，对死者要求作出死亡原因的报告。《周礼》中还有“肖首疾”、“虐寒疾”、“漱上疾”等四季多发病的记载，说明已初步了解某些疾病与季节变化的规律。又总结出“以五味、五谷、五药养其病，以五气、五声、五色其死生，两之以九窍之变，参之以九藏之动”的医学理论，开启了以《黄帝内经》为代表的中医学理论的先河。
据《左传》昭公元年记载，春秋时期秦国名医医和提出了阴、阳、风、雨、晦、明六气的病理理论，是后来形成的风、寒、暑、湿、燥、火“六淫病源”说的基础，他的“阴淫寒疾，阳淫热疾”的说法，是后世“阳盛则热，阴盛则寒”的病变学说的先导。
长沙马王堆汉墓出土了一系列医学佚籍。帛书《足臂十一脉灸经》和《阴阳十一脉灸经》，全面论述了人体11条经脉的循行走向、所主疾病和灸法，是我国最早论述经脉学说的文献。帛书《脉法》是论述经脉和脉诊之作，它最早提出人体气与脉的关系和确立治病取有余而益不足的虚实补泻概念。帛书《阴阳脉死候》论述了在三阳脉与三阴脉疾病中所呈现的死亡症候及有关理论。帛书《五十二病方》记载了52类（书中实存45类）疾病，包括内、外、妇、儿、五官各科疾病103种，现存医方283个，用药达247种之多，是一部迄今已知我国最早的医学方书。帛书《却谷食气》是目前所能见到的最早专门论述气功导引的文献之一。帛书《导引图》是我国现存最早的导引图谱。帛书《胎产书》专论有关胎产的宜忌，内容涉及求子、养胎及产后处理，类似古医书《产经》，是现今发现最早的关于妇产学方面的文献。帛书《养生方》、《杂疗方》以及竹简《十问》、《合阴阳》、《天下至道谈》，内容涉及养生学、性医学和性保健，是迄今发现最早的房中类著作。马王堆出土的这一系列医书，大部分应写成于战国时代，反映了春秋战国时期我国医学发展的水平。
春秋战国时期的名医，可以扁鹊为代表。扁鹊姓秦，名越人，齐国渤海（今河北任丘）人，约生于公元前5世纪。年轻时曾从长桑君学医，得到许多秘密的丹方医书，后长期在民间行医。治病随俗而变，在赵为“带下医”（妇科），在周为“耳目痹医”（五官科），在秦又作“小儿医”（小儿科），足迹遍及今河北、河南、陕西一带。扁鹊看病，采用了切脉、望色、闻声、问病的四诊法，尤擅长望诊和切诊。赵简子病重，5天不省人事，众人以为无可救治，扁鹊切脉后认为血脉正常，不出三天就会好转。后赵简子果然痊愈。司马迁赞叹：“至今天下言脉者，由扁鹊也。”扁鹊精通砭石、针灸、按摩、汤液、熨贴、手术、吹耳、导引治疗等方法，而且能针对不同的病情，采用综合疗法。虢国太子得急病暴卒，扁鹊发现他耳朵里有声音而鼻翼扇动，两股内侧还是温的，断定是“尸厥”（类似休克、假死）之症，就用针法、熨法和汤剂结合治疗，20天后太子就康复了。扁鹊主张尽早发现病情，及时加以治疗。他几次见到齐桓侯，曾根据齐桓侯的气血变化判断他病情由腠理发展到血脉、骨髓，忠告他及时治疗，齐桓侯不以为然，延误了治疗，终于不治而亡。扁鹊不但医术高超，而且还著有医书。《汉书·艺文志》著录有《扁鹊内经》九卷、《外经》十二卷，西汉初年名医淳于越说他从老师处接受过“黄帝扁鹊之脉书”。这些著作尽管已亡佚，但从一些出土和传世的医书中还能看到其影响。
《黄帝内经》是春秋战国医学理论的集大成之作。它虽非出于一人、成于一时，但大部分应是战国时期的作品。《黄帝内经》一般认为包括《素问》、《灵枢》两部分，它以论述人体解剖、生理、病理、病因、诊断等基础理论为重点，兼述针灸、经络、卫生保健等多方面的内容。《黄帝内经》认为人体内脏各器官、脏腑与体表之间都是一个有机的整体，如果身体的某一部分发病，就有可能牵连其他部分，甚至整个身体，而全身的状况又可影响到局部的病理变化；又提出“人与天地相应”的理论，认为人和自然也是一个整体，强调因人因病因时因地制宜。这种整体观，构成了我国传统医学最主要的特色之一。
《黄帝内经》又对脏象学说和经络学说作了比较系统和全面的论述。它的脏象学说是建立在人体解剖和对活体进行系统认识基础上的。它认为肝心脾肺肾五脏是人体最重要的脏器，是精神血的贮藏之所，是生命的根本。五脏中“心”是整个生命活动的最重要的器官，主血脉，还主神志意识思维和汗液等。肺主气，是气血循环的起点。“肝”有“藏血”和肝气“喜散”的特点，并有“主目”、“主怒”、“主筋”的作用。“脾”的作用是和肠胃等一起转化水谷成为气血津液。“肾”主要是“藏精”和“主水”。胃、小肠、大肠、膀胱、胆和三焦为六腑，主要功能是转化水谷和传导津液及糟粕，其中以胃的功能最为重要。《黄帝内经》明确记载了十二经脉循行走向、络属脏腑及其所主疾病，并已有十二经脉“如环无端”互相衔接、互相表里的概念。它还论述了十五络脉、奇经八脉以及十二经脉等，认为经络可以沟通表里，联系脏腑，运行气血，在人体生理、病理过程中具有重要作用，对于疾病的诊断和治疗也有重要的意义。《黄帝内经》应用当时流行的阴阳五行学说，对生理、病理、疾病的发生发展、临床诊断和治疗等基本问题从理论上进行了阐述，指出人体必须保持阴阳的相对平衡，“和于阴阳，调于四时”才不致生病；指出人要积极地“提挈天地，把握阴阳”，以此作为处理医学中各种问题的总纲；提出了“善诊者，察色按脉，先别阴阳”，“阳病治阴，阴病治阳”，“寒者热之，热者寒之”，“母病及子”，“子病累母”，“虚则补其母，实则泻其子”等辩证治疗原则。《黄帝内经》的出现，标志着我国传统医学基础理论的确立，在我国医学史上具有深远的意义。
物理学知识的产生
《考工记》是春秋末年齐国人的著作，它记述了30项手工业生产的设计规范、制造工艺等技术问题，是一部有关手工业技术规范的汇集。可贵的是，《考工记》对手工业生产的若干技术环节还进行了科学概括，有着丰富的物理学，尤其是力学知识。
《考工记·轮人》谈制造车轮的要求，认为轮的制造“欲其朴属而微至”。所谓“朴属”就是牢固，所谓“微至”指车轮和地面的接触面微小。因为“不微至，无以为戚（疾）速也”。这里提出了滚动物体（车轮）的滚动速度和滚动物接触面积的多寡关系，认为接触面小则滚动快。怎样才能做到接触面积小呢？《轮人》说：“取诸圜也。”即将车轮做得正圆。这是有关滚动摩擦理论的萌芽。
《考工记》还记载了利用水的浮力检查木材的质量是否均匀的知识。《轮人》说：“辐必齐，平沉必均。”这是说全部车辐制成后，必须把它们放到水中测量，看它们的浮沉情况是否相同。浮沉情况相同，它们的质量才算均匀。车轮制成后，还要“水之以沉其平沈之均也”，即要将车轮放到水中，看它的浮沉情况是否相同，以确定车轮的各部分质量是否均匀。
《考工记》还把这种知识运用于箭杆的制造。《矢人》说：“参（三）分其长，而杀其一；五分其长，而羽其一。以其笥厚，为之羽深。水之以辨其阴阳，夹其阴阳以设其比，夹其比以设其羽。参（三）分其羽，以设其刃，则虽有疾风，亦弗之能惮矣。”这是说，先把箭杆前部1／3削好准备装箭头，再把后部1／5做好准备装配羽毛，要根据箭杆的厚薄，来决定装配羽毛的深浅，而关键在于用水来测量。要把按比例制作好的箭杆投入一定装置的水中，测定它的沉浮情况，然后根据它的沉浮情况来装置箭杆末端的“比”，按照“比”的装置情况在周围装配羽毛，，根据装配羽毛部分长度的1／3来装配锋刃的箭头。这样发射时即使遇到大风，箭的运动也会保持稳定而不受影响。这不但利用水浮力测量箭杆各部分的比重以准确地装配箭杆，而且认识到在空气中运动的物体各部分的制作比例一定要恰当，才能使它的运动保持稳定。《考工记·矢人》还进一步研究了箭矢在空中飞行时，因重心和羽毛设置不当，引起的各种不正常情况：“前弱则俯，后弱则翔，中弱则纡，中强则扬，羽丰则迟，羽杀则躁。”这是说，箭杆前轻或后轻影响箭飞行的高低，中部轻，箭飞行会纡曲不直；中部重，箭飞行会轻不定。羽毛太多则飞行缓慢，太少则飞行不准。这是关于飞行物体的重心、形状同重力、空气阻力之间的关系以及箭矢飞行轨道的早期探索，是空气力学的萌芽。
“力”是力学中最基本的概念之一，《墨经》最早给出了“力”的定义。《经上》说：“力，刑（形）之所以奋也。”认为力是物体所以由静到动、动而愈速和由下而上的原因。这个定义十分接近近代物理学对力的理解，是人类对力的最早的理性认识，《经说上》对力作了进一步解释，把物体的重量看作是一种力的表现，并指出它的下落沿着铅直方向，已含有力具备方向性的含义。
《墨经》对平衡问题，特别是杠杆的平衡问题进行深入的探讨。《经下》说：“天（衡）而必正，说在得。”（经说下）解释道：“衡：加重于其一旁，必捶（垂）。权重相若也，相衡，则本短标长。两加焉，重相若，则标必下，标得权也。”这是说杠杆要保持平衡，其支点一定得在正中。如果加重其中的一边，这一边一定下垂；要想使两边恢复平衡，就应该移动支点，使重臂短力臂长。如果同时在两边增加相等的重量，力臂的一边必定下垂，这是由于力臂和砝码的联合作用大于重臂和重物的联合作用。这一解释不仅考虑到力或重的多少，而且还考虑到了距离和衡的关系，实际已发现了杠杆的平衡原理。对随遇，平衡的问题、对浮力与重力的平衡关系问题、对有关弹性力学的问题等一系列力学问题，《墨经》也都作了创造性阐述，做出了可贵的贡献。
在光学方面，《墨经》也留下了一系列难得的记载。它通过对针孔成像实验的描述，阐明了光的直线传播原理。它利用光的直线传播这一性质，全面地论证了光源、物体、投影三者之间的关系，正确地解释了影动和影不动的原因。它还解释了重影现象，区别了本影和半影。对平面镜反射、凹面镜成像和凸面镜成像的原理，《墨经》也进行了探讨。认为：若人站在平面镜之上，其像是倒立着的。平面镜所成的像只有一种，当人走向镜面，像随之；离开镜子，像亦随之。对凸面镜而言，物体不管在什么位置上，像仅有一种，得到比原物体小的倒立的像，而且总是在镜面的另一侧。凹面镜则不同，当物体放在球心外时，得到比物体小的倒立的像，当物体在球心内时，得到的则是比物体大的正立像。这些分析，都是符合实际的。
《墨经》对时间、空间、运动和时空的相关性也进行了研究。《经上》说：“久（宙），弥异时也。宇，弥异所也。”《经说上》解释道：“久（宙），古今旦暮。宇，东西南北。”可见“久”、“宇’’并举，就是时空并举。“久”是所有不同具体时间的概括，它包括过去、现在、白天、晚上；“宇”是所有不同处所的概括，它包括东西南北。时间和空间既有差异性，又有同一性。无限，就是时间和空间的无限性所在。《墨经》还指出物体的移动，自然经过一定的空间的时间，而空间位置的变迁，同时间的流逝紧密相连，正确认识了时空和物体运动之间的关系。
甲骨文与中国早期文字
商代的文字，最为大家所熟知的是甲骨文。甲骨文是一种刻在龟甲及兽骨上的占卜文字，它的发现，对于我国古代历史的研究有巨大的影响。
清朝末年，在河南省彰德府的府治安阳一带，农民们经常在耕作土地的时候发现一些甲骨片。但在最初的时候，农民们往往将这些甲骨片当成中药“龙骨”，卖给中药店。1899年，金石学家王懿荣见到“龙骨”上的刻画，认出是已经失传的古代文字，便按字论价，以每字二两银子的高价开始收购甲骨片，这极大地扩大了甲骨文的收集与研究在社会上的影响，因此，学者们一般将这一年作为发现甲骨文的年代。甲骨文发现以后，1903年，王懿荣的好友、学者刘鹗（字铁云）出版了第一部著录甲骨文的著作《铁云藏龟》，一共拓印了一千多片甲骨，并第一个提出这些刻在甲骨片上的文字是“殷人的刀笔文字”，是占卦的“卦辞”。1904年，孙诒让根据《铁云藏龟》中所著录的甲骨文字，写成了《契文举例》一书，这是第一部甲骨文字的研究著作。
1928年以后，考古工作者对安阳殷墟先后进行了数十次科学发掘，到目前为止，商代甲骨出土总计约在15万片以上，共有单字5000字左右，其中已经被学者考释出来的单字在1000字以上。
从文字结构上看，甲骨文的造字方法主要还是象形。不过，甲骨文的象形字已经摆脱了简单摹画的低级阶段。经过长期的概括，它的象形字已经简化并趋于定型，而且能通过突出事物自身的某些特征来达到表现它们的目的。例如，对于牛、羊等四足二角一尾的家畜，甲骨文的象形字就通过展示它们在犄角上的特征来予以区别，以卷角表示羊，以直角表示牛。对于比较抽象的概念，甲骨文则通过会意或指事的方式来表达。例如，甲骨文用一个“日”和一个“月”合写在一起来表示‘明”，这就是会意方法的使用；用上短下长的二横来表示“上”，用下短上长的二横表示“下”，就是使用了指事的造字法。甲骨文中还出现了大量的形声字。一个形声字要包括两个符号。一个是用于表示字义的形符，一个是用于表示字音的声符。例如，“盂”字的上半部“于”表示这个字所发的音，下半部的“皿”，表示这个字所代表的义。又如“祀”，左半的“示”表示义，右半的“巳”表示音。形声字是汉字发展到高级阶段之后的产物，在现代汉字中，形声字占了绝大多数。甲骨文中形声字的发现，说明汉字在商代以前已经经过了一个很长时期的发展过程。
