1、相对论
1905年，20世纪最伟大的科学天才爱因斯坦在他26岁时创立了狭义相对论，在理论上为原子能的应用开辟了道路。
1915年，爱因斯坦又创立了广义相对论，深刻揭示了时间、空间和物质、运动之间的内在联系。它成为现代物理学的基础理论之一
2、量子力学
1900年，普朗克创立了量子论，提出能量并非无限可分、能量的变化是不连续的新观念。
20年代末量子力学的建立，是继1905年—1915年相对论建立后对经典物理学的又一次革命性突破，它成功地揭示了微观物质世界的基本规律，加速了原子物理学和固态物理学的发展，为核物理学和粒子物理学准备了理论基础。因此，量子力学可以说是20世纪最多产的科学理论，迄今仍具有强大的生命力。20世纪中后期5大科学成就
30年代以来，物质基本结构、规范场、宇宙大爆炸、遗传物质分子双螺旋结构、大地构造板块学说以及信息论、控制论、系统论等理论的创建，使人类的视野进一步拓展到更为宇观、宏观和微观的领域，成为人类文明进步的巨大推动力。
3、DNA分子双螺旋模型
1953年4月25日，英国《自然》杂志刊登了25岁的沃森和37岁的克里克合作研究的成果————DNA 双螺旋结构的分子模型，这一成就后来被誉为20世纪生物学方面最伟大的发现，也被认为是分子生物学诞生的标志。
4、大地板块构造学说
1912年，魏格纳提出大陆漂移说。大陆漂移说经过半个多世纪的发展，1968年，勒比雄等提出了全球大地板块构造学说，建造了全球被分为欧亚、美洲、非洲、太平洋、澳洲、南极六大板块和若干小板块的结构模型，得到了越来越多的科学验证，特别是海洋地质学的有力支持。
5核能与核技术
原子核的裂变和聚变反应将产生和释放出远大于机械能、化学能等产生的能量。核能的和平利用，为人类提供了一个既安全又清洁、取之不尽而用之不竭的能源宝库。
1942年，美国建成了世界上第一座原子反应堆。60年代以后，核电站进入实用阶段，发展至今已成为一种重要能源，约占全球发电总量的1／5。
核技术还广泛应用于农业、医疗、材料、考古和环保等领域。
6航天和空间技术
1903—1914年，齐奥尔科夫斯基提出以火箭为动力的航行理论，奠定了航天学的基础。1926年，戈达德成功发射了世界上第一枚液体燃料的火箭。
1957年，苏联用洲际导弹的火箭装置发射了世界上第一颗人造地球卫星，“空间时代”从此开始。1969年，美国“阿波罗”11号飞船登月，人类在月球上留下了第一个脚印。1971年，苏联建造空间站，人类首次在太空中有了活动基地。1981年，美国发射航天飞机成功，从此人类可以自由进出太空。
自50年代后期起，人类开始对月球和太阳系各大行星，以及遥远的行星际空间进行探测，至今已发射了100多颗空间探测器。
7信息技术
信息技术是20世纪发展最快的技术领域。它对人类社会、经济、政治、文化等产生了全方位的巨大而深远的影响。
1906年，三极电子管的发明使远程无线电通信成为可能。1947年，第一只晶体管的诞生为电子电路集成化和数字化提供了重要的基础。1945年电子计算机问世。
随着大规模集成电路的出现，计算机向巨型化和微型化两极发展。
8激光技术
1917年，爱因斯坦在研究光辐射的过程中，提出了“受激辐射”的概念，奠定了激光的理论基础。1958年激光被发现。1960年美国制成了世界上第一台红宝石激光器。
1977年原子激光器问世
9生物技术
基因重组技术（又称基因工程）是20世纪下半叶蓬勃兴起和发展的现代生物技术的最前沿领域。DNA的重组能创造性地利用生物资源，实现人类改造生物的遗传特征、产生人类所需要的生物类型的意愿。80年代以来，已获得上百种转基因动植物，对农业发展具有重要意义。转基因药物的研制和生产则将为人类的健康带来新的福音。
除基因工程外，生物技术（即生物工程）还包括细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等领域。1978年首例试管婴儿路易斯诞生、1996年克隆羊多莉的出现都是细胞工程的杰作；加酶洗衣粉和嫩肉粉等则是酶工程的产品；现代发酵工业始于青霉素的生产，现已大规模利用发酵工程生产抗生素等。至于根据需要对天然蛋白质的基因进行改造，生产出新的、自然界原本不存在的优质蛋白质，更是日益受到重视，被誉为第二代基因工程。
10互联网
互联网在亿万网民的学习、研究、交流、贸易，娱乐等方面创造了崭新的工作和生活方式。