《天工開物》是中國古代一部綜合性的科學技術著作，有人也稱它是一部百科全書式的著作，外國學者稱它為“中國17世紀的工藝百科全書”。其出版于1637年（明崇祯十年），共三卷十八篇，全書收錄了農業、手工業，諸如機械、磚瓦、陶瓷、硫磺、燭、紙、兵器、火藥、紡織、染色、制鹽、采煤、榨油等生産技術。尤其是《機械》篇詳細記述了包括立軸式風車、糖車、牛轉繩輪汲鹵等農業機械工具，具有極高的科學價值。《天工開物》的作者是明朝科學家宋應星，其在書中強調人類要和自然相協調、人力要與自然力相配合。

《天工開物》的書名取自《易·系辭》中“天工人其代之”及“開物成務”，作者說是“蓋人巧造成異物也”（《五金》卷）。全書按“貴五谷而賤金玉之義”（《序》）分為《乃粒》（谷物）、《乃服》（紡織）、《彰施》（染色）、《粹精》（谷物加工）、《作鹹》（制鹽）、《甘嗜》（食糖）、《膏液》（食油）、《陶埏》（陶瓷）、《冶鑄》、《舟車》、《錘鍛》、《播石》（煤石燒制）、《殺青》（造紙）、《五金》、《佳兵》（兵器）、《丹青》（礦物顔料）、《曲蘖》（酒曲）和《珠玉》共18卷。包括當時許多，工藝部門世代相傳的各種技術，并附有大量插圖，注明工藝關鍵，具體描述生産中各種實際數據（如重量準确到錢，長度準确到寸）。

《天工開物》全書詳細叙述了各種農作物和工業原料的種類、産地、生産技術和工藝裝備，以及一些生産組織經驗，既有大量确切的數據，又繪制了一百二十三幅插圖。全書分上、中、下三卷，又細分做十八卷。上卷記載了谷物豆麻的栽培和加工方法，蠶絲棉苎的紡織和染色技術，以及制鹽、制糖工藝。中卷内容包括磚瓦、陶瓷的制作，車船的建造，金屬的鑄鍛，煤炭、石灰、硫黃、白礬的開采和燒制，以及榨油、造紙方法等。下卷記述金屬礦物的開采和冶煉，兵器的制造，顔料、酒曲的生産，以及珠玉的采集加工等。

我國古代物理知識大部分分散體現在各種技術過程的書籍中，《天工開物》中也是如此。如在提水工具（筒車、水灘、風車）、船舵、灌鋼、泥型鑄釜、失蠟鑄造、排除煤礦瓦斯方法、鹽井中的吸鹵器（唧筒）、熔融、提取法等中都有許多力學、熱學等物理知識。此外，在《論氣》中，宋應星深刻闡述了發聲原因及波，他還指出太陽也在不斷變化，“以今日之日為昨日之日，刻舟求劍之義”（《談天》）。

他的著作都具有珍貴的曆史價值和科學價值。如在“五金”卷中，宋應星是世界上第一個科學地論述鋅和銅鋅合金（黃銅）的科學家。他明确指出，鋅是一種新金屬，并且首次記載了它的冶煉方法。這是我國古代金屬冶煉史上的重要成就之一。使中國在很長一段時間裡成為世界上唯一能大規模煉鋅的國家。宋應星記載的用金屬鋅代替鋅化合物（爐甘石）煉制黃銅的方法，是人類曆史上用銅和鋅兩種金屬直接熔融而得黃銅的最早記錄。

特别是，宋應星注意從一般現象中發現本質，在自然科學理論上也取得了一些成就。

首先，在生物學方面，他在《天工開物》中記錄了農民培育水稻、大麥新品種的事例，研究了土壤、氣候、栽培方法對作物品種變化的影響，又注意到不同品種蠶蛾雜交引起變異的情況，說明通過人為的努力，可以改變動植物的品種特性，得出了“土脈曆時代而異，種性随水土而分”的科學見解，把我國古代科學家關于生态變異的認識推進了一步，為人工培育新品種提出了理論根據。

在物理學方面，新發現的佚著《論氣·氣聲》篇是論述聲學的傑出篇章。宋應星通過對各種音響的具體分析，研究了聲音的發生和傳播規律，并提出了聲是氣波的概念。

宋應星刊印《天工開物》後，還曾任福建汀州府推官（1638）、亳州知府（1643）。 1644年明亡，他挂冠回鄉隐居。由于他的反清思想，《四庫全書》沒有收入他的《天工開物》，但卻在日本、歐洲廣泛傳播，被譯為日、法、英、德、意、俄文，三百多年來國内外也發行16版次（1637～1977），其中關于制墨、制銅、養蠶、用竹造紙、冶鋅、農藝加工等等方法，都對西方産生了影響，代表了中國明代的技術水平。